百分之一秒计时器课程设计报告.docx

摘要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。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。本次的设计任务是一个数字秒表，而秒表与普通的钟表不同，它的目的是对从某一时刻到另一时刻的时间间隔进行计时。控制部分可由基本RS触发器和相应的开关组成。计数、译码、显示部分中，将使用同步四位二进制加法计数器74LS161 来计数。74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。最后通过仿真调试，在proteus环境下建立了仿真模型，仿真结果表明本设计是正确的。 关键词：基准脉冲 秒表 计数器 目录摘要 …………………………………………………………………………………I 1 课题内容要求及目的………………………………………………………11.1课题内容………………………………………………………………………11.2课题目的及意义……………………………………………………11.3 设计思路………………………………………………………………………11.4 总体设计方案 ………………………………………………………………22单元电路的设计与分析设计……………………………………………22.1 基准脉冲电路设计……………………………………………………22.2控制电路设计…………………………………………………………………42.3显示单元电路设计…………………………………………………………83主体电路设计…………………………………………………………………114系统调试与仿真…………………………………………………………114.1 proteus简介………………………………………………………………114.2仿真调试………………………………………………………………………115总结………………………………………………………………………………14参考文献…………………………………………………………………………15元器件单 ………………………………………………………………………… 16 致谢…………………………………………………………………………………171 课题内容要求及目的1.1课题内容 (1) 秒表的最大计时值为99分59.99秒； (2) 6位数码管显示，分辨率为0.01秒； (3) 具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能； (4) 控制操作键不超过三个数字式秒表的设计意义； (5) 用proteus仿真。1.2课题目的及意义秒表的数字化常给人们的生活带来极大的方便，它广泛应用于社会的各个领域。通过对数字式秒表的设计，我们可以清楚的了解到它的工作原理，进而也了解了数字钟表的工作原理。在秒表的设计中，我们对《数字电子技术基础》中所学到的知识有了更深刻的认识。比如：555多谐振荡器的应用、计数器、译码及显示器的应用。通过课程设计，使学生加巩固和加深对电子电路基本知识的理解，学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。1.3设计思路首先，秒表的分辨率为0.01秒，故要获得频率为100 Hz的基准毫秒脉冲；其次，分、毫秒计数器为100进制计数器，秒计数器为60进制计数器；最后，用一个控制键实现秒表的启动/暂停/继续计数功能，用另一个控制健实现秒表的清零功能。分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的数字秒表。题目要求最大记数值为99分59.99秒，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。可采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。秒表核心部分使用六个74161计数器采用串联方式构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。1.4总体设计方案框图通过以上的分析，查阅相关资料后，得数字式秒表的原理方框图如图1.1所示。图1.1 数字秒表的原理方框图本电路由启动、清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成，整体上是按照基准脉冲产生部分，控制部分和计数、译码、显示部分这三大部分来设计的。2单元电路的设计与分析设计2.1 基准脉冲电路设计（1）555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，它的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，输出驱动电流大约为 200mA，因而它的输出可与 TTL、CMOS