電子設計基礎-計時秒表設計.doc

西南科技大學信息工程學院電子設計基礎課程設計報告課程名稱： 電子設計基礎 設計題目： 計時秒表設計 姓 名： 窩底以組 學 號: 20136052 班 級： 物聯(lián)1301 電 話： 18380593127 指導教師： 曹文老師 起止日期： 課程設計任務書計時秒表設計：按下啟動按鈕后，秒表開始計時，顯示范圍從0-99，前導零需要消隱，停止鍵按下后，記錄一組數(shù)據(jù)，但計時仍然在進行，再次按下停止鍵,停止計時，第一次儲存的數(shù)據(jù)可以通過按鍵方式取出并顯示。課程設計報告一、設計任務 計時秒表設計二、設計要求 按下啟動按鈕后，秒表開始計時，顯示范圍從0-99，前導零需要消隱，停止鍵按下后，記錄一組數(shù)據(jù)，但計時仍然在進行，再次按下停止鍵,停止計時，第一次儲存的數(shù)據(jù)可以通過按鍵方式取出并顯示。三、設計內(nèi)容1. 設計思想 時鐘源為二進制計數(shù)器提供脈沖，使二進制計數(shù)器產(chǎn)生相應的二進制數(shù)字，再通過譯碼器，使其在數(shù)碼管上顯示，數(shù)碼管顯示時，由組合邏輯電路組成的前導零消隱電路，使電路實現(xiàn)前導零消隱功能。當?shù)谝淮伟聪掳存I的時候，計時啟動；第二次按鍵的之后，存儲數(shù)據(jù)，計時繼續(xù)；第三次按鍵的之后，計時停止。通過其它按鍵可以將存儲的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上?？梢苑謩e在計數(shù)器和數(shù)據(jù)存儲器的輸出加一個74LS373，74LS373有一個特點就是：當使能端關閉之后，輸出為高電平且呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。這樣兩部分就不會相互影響了。2.設計說明功能說明：（1）.在0S99S范圍內(nèi)計時；（2）.前導零需要消隱；（3）.第一次按stop鍵記錄一組數(shù)據(jù)，但是仍在計數(shù)；（4）.第二次按stop鍵停止計時；（5） .通過按鍵方式將存儲的數(shù)據(jù)取出，并顯示。結(jié)構(gòu)分析：可以將系統(tǒng)分為脈沖發(fā)生模塊，計數(shù)器，數(shù)碼管顯示模塊，寄存器模塊，控制按鍵模塊。3.系統(tǒng)方案或者電路結(jié)構(gòu)框圖J1連通Vcc的時候，時鐘源信號傳輸給74LS161（四位二進制加法計數(shù)器），初值為0000，時鐘源每提供一個方波信號，74LS161計數(shù)加1，當74LS161的輸出值為1001時，經(jīng)四位與非門，向74LS161的置數(shù)端口提供低電平，而74LS161重新置數(shù)為0000。74LS161輸出值經(jīng)74LS373鎖存器，傳輸給4511BD-5v（四線七線共陰極數(shù)碼管譯碼器），將74LS161輸出的二進制信號轉(zhuǎn)換成可供數(shù)碼管顯示的信號。每當74LS161（1）置數(shù)時，通過非門向74LS161（2）提供一個方波信號，從而74LS161（2）每10秒計數(shù)+1，從而實現(xiàn)進位功能。通過74LS194（四位雙通移位寄存器）的并行存取功能，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄。4.設計方案1.脈沖發(fā)生器設計由于設計題目是計時秒表的設計，所以需要對二進制計數(shù)器提供1Hz的脈沖，在此方案中采用一個時鐘源，為二進制計數(shù)器提供脈沖，使二進制計數(shù)器1s計時增加一次。2.計數(shù)器設計本系統(tǒng)中選用二進制計數(shù)器芯片74LS161，由于要從099計數(shù)，所以選用兩片74LS161芯片，一個作為個位計數(shù)，一個作為十位計數(shù)，作為個位的74LS161的加計數(shù)控制端接脈沖發(fā)生器輸出端，個位的僅為輸出端接作為十位的74LS161的加計數(shù)控制端。74LS161輸出值經(jīng)74LS373鎖存器，傳輸給4511BD-5v（四線七線共陰極數(shù)碼管譯碼器），將74LS161輸出的二進制信號轉(zhuǎn)換成可供數(shù)碼管顯示的信號。3.數(shù)碼管顯示設計此系統(tǒng)中，采用數(shù)碼管顯示099的計數(shù)，在數(shù)碼管輸入端采用七段共陰數(shù)碼管，芯片上面有消隱控制端，則可通過一些與門和非門的結(jié)合，可使電路達到前導零消隱，從而實現(xiàn)前導零消隱的功能要求。4.數(shù)據(jù)存儲器的設計將二進制計數(shù)器的輸出端口連接到存儲器的輸入端口。存儲器采用并口輸入并口輸出的74LS194，當一個上升沿到來的時候，就可以立即存取一組數(shù)據(jù)。存儲器并口輸出接入74LS373。只有當其能使的時候，存儲的數(shù)據(jù)才能被送到七段共陰數(shù)碼管的輸入端口，從而在數(shù)碼管上面顯示。5.控制按鍵設計對于設計要求，當按下停止鍵的時候，記錄一組數(shù)據(jù)，計時仍在繼續(xù)，當再次按下停止鍵的時候，停止計時，存儲的數(shù)據(jù)不變，這就要求剛開始的時候，74LS194的時鐘輸入為低電平，當按鍵按第一次的時候，上升沿到來，74LS194就會存儲一組數(shù)據(jù)；當?shù)诙伟存I之后，下降沿到來，或者保持高電平，這樣，就不會影響到存儲的數(shù)據(jù)。6.波形圖 74LS161波形圖5.電路原理總圖6.B分層打印圖 PCB底層圖 PCB頂層圖 PCB全層圖原理圖四、設計總結(jié)經(jīng)過這次的數(shù)字電子秒表課程設計后，我從中學到了好多東西。在我們上了一個學期的電子設計基礎課后，我們已經(jīng)對數(shù)字電子技術有一定的了解，加上之前學過的電路課和模擬電子技術基礎課，我們可以獨立完成數(shù)字電子技術基礎課程設計了，不過當中還是遇到許多不懂的問題。通過這次自己動手的課程設計，我學會了設計數(shù)字電子電路的一般方法，還進一步熟悉數(shù)字電子器件的使用。這個課程設計課我還不是很熟悉，第一次做難免會感到陌生，而且對很多基本的東西都不是很清楚，在一定程度上影響了我們的課程設計的質(zhì)量，希望能在以后的時間里認真學習好這些基礎的東西。我對這個課程設計課有著深刻的體會：要想做好這個課程設計，就必須認認真真地去做，不要怕麻煩，遇到不懂的問題就要主動去問同學或者老師。最后我希望課程設計課能夠再多一點給我們提供動手的機會，并讓我們多點發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造能力，這樣可以在學到東西的同時又能發(fā)散大家的思維。五、參考資料5.1曹文 電子設計基礎 機械工業(yè)出版社5.2 網(wǎng)絡資料