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    数字电路-电子秒表实验报告

    时间:2020-10-26 09:17:02 来源:工作范文网 本文已影响 工作范文网手机站

    实验二 电子秒表

    一、实验目的

    1、学习数字电路中基本 RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译

    码显示等单元电路的综合应用。

    2、掌握电子秒表的调试方法。

    二、实验原理

    图2-1为电子秒表的电原理图。按功能分成四个单元电路进行分析。

    数字电子技术基础课程设计(一) ——电子钟

    数字电子技术基础

    课程设计

    电子秒表

    一.设计目的:

    1、了解计时器主体电路的组成及工作原理 ;

    2、熟悉集成电路及有关电子元器件的使用 ;

    3、学习数字电路中基本 RS 触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合

    应用。

    二.设计任务及说明:

    电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路芯片。它集成了计数器、 、振荡器、译码

    器和驱动等电路,能够对秒以下时间单位进行精确记时, 具有清零、启动计时、暂停计时及

    继续计时等控制功能。

    设计一个可以满足以下要求的简易秒表

    1.秒表由 5位七段 LED 显示器显示,其中一位显示 “ min四”,位显示 “ s,”其中显示分辩率

    为 s,计时范围是 0—9 分59秒 99毫秒;

    2.具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能;

    3.控制开关为两个:启动(继续) / 暂停记时开关和复位开关

    三.总体方案及原理 :

    电子秒表要求能够对时间进行精确记时并显示出来 ,因此要有时钟发生器 ,记数及译码

    显示 ,控制等模块 ,系统框图如下 :

    时钟发生器 记数器 译码器

    显示器

    控制器

    图1.系统框图其中:

    (1)时钟发生器:利用石英震荡 555定时器构成的多谐振荡器做时钟源 ,产生 100HZ 的脉

    冲;

    (2)记数器:对时钟信号进行记数并进位 ,毫秒和秒之间 10进制 ,秒和分之间 60进制 ;

    (3)译码器:对脉冲记数进行译码输出到显示单元中;

    (4)显示器: 采用 5片 LED显示器把各位的数值显示出来, 是秒表最终的输出, 有分、秒、

    和毫秒位;

    (5)控制器:控制电路是对秒表的工作状态(记时开始 / 暂停 / 继续 / 复位等)进行控制的

    单元,可由触发器和开关组成。

    四.单元电路设计,参数计算和器件选择:

    1.时钟发生单元

    时钟发生器可以采用石英晶体震荡产生 100HZ 时钟信号,也可以用 555定时器构成的多

    谐振荡器, 555定时器是一种性能较好的时钟源, 切构造简单, 采用 555定时器构成的多谐振

    荡器做为电子秒表的输入脉冲源。

    因输出要求为 100HZ 的,选择占空比为 55%,可根据

    T=( ) Cln2=

    可选择的电阻进行连接可在输出端 3获得频率为 100HZ 的矩形波信号,即 T=的时钟源,

    当基本 RS触发器 Q= 1时,门 5开启,此时 100HZ 脉冲信号通过门 5作为计数脉冲加于计数器

    ① 的计数输入端 CP2。

    图2.时钟发生器 555定时器构成的多谐振荡器

    2.记数单元

    记数器 74160、 74ls192、 74ls90等都能实现十进制记数,本设计采用二 —五 —十进制加

    法计数器 74LS90构成电子秒表的计数单元, 如图 3所示, 555定时器构成的多谐振荡器作为计

    数器 ① 的时钟输入。

     计数器 ① 及计数器 ② 接成 8421码十进制形式, 其输出端与实验装置上

    译码显示单元的相应输入端连接,可显示~秒;~秒计时,计数器 ② 及计数器 ③ ,计数器

    ③ 和计数器 ④ 也接成 8421码十进制形式,计数器 ④ 和计数器 ⑤ 接成 60进制的形式,实现

    秒对分的进位。

    集成异步计数器 74LS90简介

    74LS90是异步二 —五 —十进制加法计数器, 它既可以作二进制加法计数器, 又可以作五

    进制和十进制加法计数器。

    图3为 74LS90引脚排列,表 1为功能表。

    通过不同的连接方式, 74LS90可以实现四种不同的逻辑功能; 而且还可借助 R0(1)、R0(2)

    对计数器清零,借助 S9(1)、 S9(2)将计数器置 9。其具体功能详述如下:

    (1)计数脉冲从 CP1输入, QA 作为输出端,为二进制计数器。

    (2)计数脉冲从 CP2输入, QDQCQB作为输出端,为异步五进制加法计数器。

    (3)若将 CP2和 QA 相连,计数脉冲由 CP1输入, QD、 QC、 QB、 QA 作为输出端,

    则构成异步 8421码十进制加法计数器。

    (4)若将 CP1与 QD 相连,计数脉冲由 CP2输入, QA、 QD、 QC、 QB 作为输出端,

    则构成异步 5421码十进制加法计数器。

    (5)清零、置 9功能。

    异步清零

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