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1、課題課題1簡(jiǎn)易數(shù)字秒表簡(jiǎn)易數(shù)字秒表1.課題說(shuō)明:在體育比賽、時(shí)間準(zhǔn)確測(cè)量等場(chǎng)合通常要求計(jì)時(shí)精度到1%秒(即10ms)甚至更高的計(jì)時(shí)裝置,數(shù)字秒表是一種精確的計(jì)時(shí)儀表,可以擔(dān)當(dāng)此任。本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)以數(shù)字方式顯示的計(jì)時(shí)器,即數(shù)字秒表。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容:a)數(shù)字秒表需求分析,信號(hào)及屬性定義;b)電路原理設(shè)計(jì)、分析、參數(shù)計(jì)算,畫(huà)出電路原理圖;c)電路安裝與實(shí)驗(yàn)測(cè)試。3.設(shè)計(jì)要求:a)量程99.99S,計(jì)時(shí)精度1%秒,計(jì)時(shí)結(jié)果動(dòng)態(tài)顯示,十進(jìn)
2、制格式;b)設(shè)置啟動(dòng)、清除信號(hào),清除信號(hào)使輸出結(jié)果,使電路復(fù)位到初始狀態(tài);c)設(shè)置暫停、停止信號(hào),暫停、停止時(shí)均保持當(dāng)前結(jié)果,直到清除信號(hào)有效時(shí)止;4.總體設(shè)計(jì)思路:數(shù)字秒表由4個(gè)部分組成:精確的時(shí)鐘源、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、七段碼或液晶顯示電路。時(shí)鐘源產(chǎn)生符合精度要求的基準(zhǔn)時(shí)鐘,本設(shè)計(jì)中取10毫秒即可。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器需要4個(gè),分別對(duì)應(yīng)4個(gè)十進(jìn)制位,輸出為BCD碼。若采用七段碼顯示器則譯碼器完成BCD到七段碼的譯碼,由4位顯示電路動(dòng)態(tài)顯示
3、結(jié)果。綜上所述,數(shù)字秒表應(yīng)具有以下結(jié)構(gòu)(如圖所示):四無(wú)圖1數(shù)字秒表總體框圖數(shù)字秒表總體框圖5.具體電路設(shè)計(jì):基準(zhǔn)時(shí)鐘電路輸入控制邏輯高位計(jì)數(shù)器低位計(jì)數(shù)器譯碼驅(qū)動(dòng)電路顯示電路由于74ls90有置零端,故實(shí)現(xiàn)秒表清零功能比較簡(jiǎn)單,只需將四個(gè)計(jì)數(shù)用74ls90的置零端連在一起,由一個(gè)開(kāi)關(guān)統(tǒng)一控制即可。因?yàn)?4ls90的置零端是高電平有效,所以當(dāng)開(kāi)關(guān)接高電平時(shí),計(jì)數(shù)器清零,也就是秒表清零。(4)自動(dòng)停止功能圖5自動(dòng)停止電路自動(dòng)停止電路考慮到該
4、秒表的最大量程為99.99秒,當(dāng)計(jì)時(shí)到99.99秒時(shí)計(jì)數(shù)器會(huì)重新計(jì)數(shù),也即秒表會(huì)從00.00秒開(kāi)始自動(dòng)重新計(jì)時(shí),這有違正常的秒表功能,故到99.99秒時(shí)應(yīng)該停止計(jì)時(shí),并維持在99.99秒的讀數(shù)不變,直到人工清零并重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)這一功能,首先要確定到達(dá)99.99秒狀態(tài)時(shí)的特征,可以發(fā)現(xiàn)只有99.99秒時(shí)四個(gè)計(jì)數(shù)用74ls90的Q3和Q0端才同時(shí)輸出高電平,因?yàn)?的二進(jìn)制數(shù)是1001。將四個(gè)74ls90的Q3和Q0端相與非,再同基準(zhǔn)
5、時(shí)鐘脈沖相與,就能在到了99.99秒時(shí)截?cái)鄷r(shí)鐘脈沖,從而使秒表停止計(jì)時(shí)。因?yàn)橹挥?9.99秒時(shí)與非的結(jié)果為低電平,而其他任意時(shí)刻均為高電平。6.所用元器件:74ls90五個(gè),74ls08一個(gè),74ls10一個(gè),74ls20一個(gè),74ls04一個(gè)其中核心元器件是74ls90,下面重點(diǎn)介紹其構(gòu)成及功能。將CKB與Q0相連,時(shí)鐘脈沖從CKA輸入,構(gòu)成8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74ls90有兩個(gè)清零端R0(1)、R0(2)和兩個(gè)置九端R9(
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