【正文】 2021 年 6 月 07 日 任務(wù)書 課題名稱 數(shù)字式秒表 指導教師（職稱） 王銀花 執(zhí)行時間 2021~2021 學年 第 2 學期 第 15 周 學生姓名 學號 承擔任務(wù) 張濤 1109131107 譯碼器顯示電路設(shè)計 鄭文凱 1109131110 譯碼器顯示電路設(shè)計 李 方琪 1109131080 計數(shù)器設(shè)計 李 揚 1109131082 計數(shù)器設(shè)計 王 然 1109131097 脈沖發(fā)生電路設(shè)計 程洋洋 1109131073 控制電路設(shè)計 王國文 1109131095 復位電路設(shè)計 謝燦 1109131101 脈沖發(fā)生電路設(shè)計 設(shè)計目的 1．熟悉集成電路的引腳安排和各芯片的邏輯功能及使用方法。 秒表 由 4 位七段 LED 顯示器顯示，顯示分辨率為 秒。 數(shù)字式秒表 摘 要 在科技高度發(fā)展的今天，數(shù)字秒表在日常生活中是比較常見的電子產(chǎn)品，以其走時精確，使用方便，功用多而受廣大用戶所喜 。 通過對各部分結(jié)構(gòu)的了解，本實驗從而設(shè)計出最大是為 秒的數(shù)字 式秒表。同時，讓我明白：電子設(shè)計容不得紙上談兵，只有自己動手實際操作才會有深刻理解，才會有收獲。 秒表 核心部分 —— 計數(shù)器，此次選擇 74LS160 計數(shù)器。頻率較高時可采用分頻電路。本次設(shè)計中選擇 后者。只有四個控制輸入都為高電平，計數(shù)器（ 161）實現(xiàn)模 10 加法計數(shù) Q3 Q2 Q1 Q0=1001 時， RCO=1。地線，電源線接好后，若線路無誤后，接通電源就開始實驗論證： （ 1） LT’ =0,其余狀 態(tài)為任意態(tài)，這時 LET 數(shù)碼管全亮。 （ 4） 在（ 3）步驟后，仍使 LT’ =1,BI’ /RBO’ 接 LED 發(fā)光二極管，此時若 RBI’ =1 按 動撥碼開關(guān)，顯示器正常顯示工作。 此時若顯示數(shù)字 1，那么譯碼驅(qū)動電路輸出段 bc 為高電平，其他段掃描輸出端為低電平，以此類推。 限流電阻的選取是： 5V 電源電壓減去發(fā)光二極管的工作電壓除上 10ma 到 15ma 得數(shù)即為限流電阻的值。 下圖是八段數(shù)碼管（ LED）的示意圖，圖中引腳 6 為 VCC 的為共陽數(shù)碼管，引腳 6 為GND 的為共陰數(shù)碼管。 控制電路是由一個基本 RS 觸發(fā)器，機械開關(guān)，電阻以及 5 伏電源組成。當開關(guān)在下端時計數(shù)器接受到脈沖，當開關(guān)在上端時計數(shù)器暫停計數(shù)。一般雙極性型產(chǎn)品型號的最后 三位數(shù)都是 555， CMOS 型產(chǎn)品型號的最后四位數(shù)都是 線排列完全相同。 表 32 CMOS 型 7555 的主要性能數(shù) 參數(shù)名稱 符號 單位 參數(shù) 電源電壓 VCC V 3~18 電源電流 ICC μ A 60 閾值電壓 VTH V 32 VDD 觸發(fā)電壓 VTR V 31 VDD 輸出低電平 V V 輸出高電平 V V 最大輸出電流 IOMAX mA ≤ 200 最高振蕩頻率 fMAX KHz ≥ 500 時間誤差 △ t nS 7 引腳功能： Vi1（ TH）：高電平觸發(fā)端，簡稱高觸發(fā)端，又稱閾值端，標志為 TH。 Dis：放電端。復位后 , 基本 RS 觸發(fā)器的 Q 端為 1（高電平），經(jīng)反相緩沖器后，輸出為 0（低電平）。D isSR.. 8 輸出反相緩沖器后， VO＝ 1， T 截止。 555 定時器的“低觸發(fā)”、“高觸發(fā)”和“保持”三種基本狀態(tài)和進入狀態(tài)的條件（即 VTH、VTR 的“ 0”、“ 1”）必須牢牢掌握。 本設(shè)計中所用的電路為 NE555。 10 圖 37 脈沖 仿真電路圖 555 組成的多諧振蕩器可以用作各種時鐘脈沖發(fā)生器，圖 36 為脈沖頻率可調(diào)的矩形脈沖發(fā)生器，調(diào)節(jié) R3 可得到任意頻率的脈沖信號，由于電容 C 充放電回路的時間常數(shù)不等，所以 圖 36 輸出波形為矩形脈沖，矩形脈沖的占空比隨頻率變化而變化。 復位電路 復位電路的基本功能是：提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。 該復位電路由機械開關(guān)，電阻，以及電源組成。在此采用的 74LS160 十位二進制計數(shù)器，即 8421 編碼方式。 100HZ 的脈沖信號均由 2 管腳輸入，當 U17 芯片產(chǎn)生進位信號時，由 15 管腳輸出至 U16 芯片的 7 和 10 管腳，使 U16 芯片開始計數(shù) . 因此當前一塊芯片產(chǎn)生進位時均輸入下一個芯片的工作控制端。 顯示器電路：有輝光數(shù)碼管和熒光數(shù)碼管等多種顯示電路。顯示器選用共陰數(shù)碼管，在每個數(shù)碼管均接有保護電阻，以保證數(shù)碼管正常顯示。 計數(shù)器電路 、譯碼顯示電路在脈沖信號的作用下完成最大值為 計數(shù)。 15 心得體會 在設(shè)計實踐的過程中，我深深的體會到 必須要有扎實的知識基礎(chǔ)，要熟練地掌握課 本上的知識，這樣才能對試驗中出現(xiàn)的問題進行分析解決。實習過程中，我深刻的體會到在設(shè)計過程中，要考慮到各個元器件的功能和特性，要翻閱大量資料，參考別人的經(jīng)驗 ， 只有這樣才能把自己的電路設(shè)計的 成功。 在 設(shè)計電路中 ,完成電路圖只是完成了設(shè)計的一小部分，更加困難的是對電路的驗證和糾錯，在這過程中我接觸到了很多未接觸過的檢查方法和思想。 總體來說，通過這次課程設(shè)計學習， 我越發(fā)感覺電子設(shè)計不是死板的東西，是有很大科學性與藝術(shù)性的。 16 答辯記錄及評分表 課題名稱 數(shù)字式秒表 答辯教師（職稱） 王銀花 答辯時間 20212021 學年第 2 學期 第 15 周 答 辯 記 錄 17 評 分 表 學生姓名 學號 評分 張濤 1109131107 李方琪 1109131080 鄭文凱 1109131110 李揚 1109131082 王然 1109131097 王國文 1109131095 謝燦 1109131101 陳洋洋 1109131073 18 附錄 插圖清單 圖序 名稱 21 74LS160 管腳圖及功能表 22 計數(shù)器工作波形圖 23 7448 的管腳圖 24 八段數(shù)碼管示意圖 31 控制電路