电子秒表的设计与制作1.doc

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 电子秒表的设计与制作 初始条件： 计数精度可达1/100秒 可显示时间99.99秒 具有开关可启动，暂停，清零功能 选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 设计任务及要求 方案比较及认证 系统框图，原理说明 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 调试记录及结果分析 对成果的评价及改进方法 总结（收获及体会） 参考资料 附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月28日~7月1日：明确课题，收集资料，方案确定 7月2日~7月6日：整体设计，硬件电路调试 7月6日~7月9日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月摘要 电子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。秒表有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便。充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确本次我设计的秒表，是以555定时器为，以分频、计数与译码显示模块为主要构成部分的电子秒表的设计方案，充分利用数字电路的计数、译码、显示的特性，使整个设计达到了比较满意的效果。所设计的电子秒表达到了设计要求的各项指标，具有随时启动、以及清零功能并且在这个基础上进行了功能扩展.99秒 3)具有开关可启动，暂停，清零功能 选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路 2 方案比较 方案一：由555定时器组成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器，74LS90作为计数器，74LS48作为译码器，再与数码管连接来显示 方案二：由555定时器组成的多谐振荡器作为秒脉冲发生器，74LS160作为计数器，74LS48作为译码器，再与数码管连接来显示 比较：两套方案均可以达到设计目的，但是使用74LS90的计数芯片将会使设计变得更为简洁容易，也便于系统的连线，再权衡其他的因素，我们最终选用74LS90来制作实物连线。 3.设计思路 3.1系统框图 本次设计使用的系统框图如下图 图1 设计原理系统框图 上图为电子秒表的框架图，其中，显示器用共阴极数码管“LG5011AH”，译码器用“74LS48” 4线7段译码器驱动器，计数器选用“74LS90”计数器，秒脉冲发生器选用555定时器完成。 3.2完整电路图 本次设计的完整电路图用proteus65进行仿真绘制，如下图 （注意：仿真为简单而采取的是用的是4线数码管，实物连线的时候则由显示器和译码器构成） 图2 59.99秒设计完整电路图 3.3电路的工作原理 1)计数原理:根据74LS90的功能表恰当的连线，可以实现74LS90的10进制计数，连接时钟脉冲电源后，可以从0~9之间循环计数。4个74LS90之间通过前一位的高位信号向后一位的CP端输入信号来实现进制;59.99秒计时下，最高位的6进制可通过恰当的方法实现，从而在0~5之间循环计数。 2)启动/清零原理：根据74LS90的功能表，可在特定情形下实现数码管的清零和再启动。 3)暂停/连续原理：有脉冲输入，计数器正常计数；无脉冲输入，计数器暂停计数。 4 设计过程 4.1脉冲源 本设计采用555定时器作为秒脉冲发生器，其引脚图如下图所示 图3 555定时器引脚图 图4 多谐振荡器 图4所示是本设计要用到的由555定时器构成的多谐振荡器。R2、R1和C是外接元件。刚接通电源时，Uc=0，U0=1。当Uc升至2/3Vcc后，比较器C1输出低电平(为0)，基本RS触发器置0，定时器输出u0由1变为0。同时，三极管T导通，电容通过R2放电，Uc下降。在 1/3VccUc2/3Vcc期间，U0保持低电平状态。在Uc下降至1/3Vcc以后，比较器C2输出低电平(为0 )，使触发器置1，输出U0由0变为1。同时三极管截止，于是电容C再次被充电。如