1、 多功能秒表班 级： 03063 班学 号： 0306312姓 名： 向银环 指导教师：李小燕 日期：2009 年 5 月 2 日一设计目的： 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、暂停计时及累加计时等控制功能。 设计一个可以满足以下要求的简易秒表 1.秒表由 6 位七段 LED 显示器显示。2.
2、具有清零、启动计时、暂停计时及累加计时等控制功能； 三本次设计中涉及的关键技术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.四原理分析： 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=0.01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=0.01S
3、的时钟源，当基本 RS 触发器 Q1 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 的计数输入端 CP2。 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的时钟输入。计数器及计数器接成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 0.01 0.09 秒；0.10.9 秒计时，计数器及计数器，计数器和计数器也接成 8421 码十进制形式，计数器和计数器接成 6
4、0 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。 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
5、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。 a) 异步清零 当 R0(1)、R0(2)均为“1”； S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA0000。 b) 置 9 功能 当 S9(1)、S9(2)均为“1” ；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置 9 功能，即QDQCQBQA1001。输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QD QC QB QA R0(1)、R0
6、(2) S9(1)、S9(2) CP1 CP2 1 1 0 0 0 0 0 0 清 0 0 0 1 1 1 0 0 1 置 9 0 0 0 0 1 QA 输 出 二进制计数 1 QDQCQB 输出 五进制计数 QA QDQCQBQA 输出 8421BCD 码 十进制计数 QD QAQDQCQB 输出 5421BCD 码 十进制计数 1 1 不 变 保 持 表 1 .74LS90 功能表 10 秒到分位的 6 进制位可在十进制的基础上将 QB、QC 连接到一个与门，它的置零信号与系统的置零信号通过一个或门连接接至 R0(1)，即当记数为 6 或有置零信号是均置零。 3 .译码显示单元 74LS2
7、48（74LS48）是 BCD 码到七段码的显示译码器，它可以直接驱动共阴极数码管。 显示器用 LC5011-11 共阴极 LED 显示器.(注：在 multisim 中仿真可以用译码显示器 DCD_HEX 代替译码和显示单元)。 4 .控制单元 （1） 启动（继续） /暂停记时开关 采用集成与非门构成的基本 RS 触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。 它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出 Q 作为与非门 5 的输入控制信号。 按动按钮开关 B（接地） ，则门 1 输出 1；门 2 输出 Q0 ，K2 复位后 Q、状态保持不变。再按动按钮开关 K1 ,则 Q 由
8、 0 变为 1，门 5 开启, 为计数器启动作好准备。由 1 变 0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。 （2） 清零开关 通过开关对每个计数器的 R0(2)给以高电平能实现系统的清零。 七：设计心得 本次课程设计对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，因为是设计要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。六、参考文献 黄志伟 全国大学生电子设计竞赛训练教程 电子工业出版社 2005.1王松武 于鑫 武思军 电子创新设计与实践 国防工业出版社 2005.1 王 津 单片机原理与应用 重庆大学出版社 2004.2谢自美 电子线路设计实验测试 华中科技大学出版社 2007.8
