（电子设计资料）课程设计任务书数字秒表

（电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 1 课程设计任务书 数字秒表的设计 要求:(1)5V 电源供电. (2)数码管显示时间范围为:0~59 秒. (3)可自动复位和手动复位,能实现手动调整时间. 第 1 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 2 一、设计任务 1、 设计题目:数字秒表的设计 设计要求:(1)5V 电源供电. (2)数码管显示时间范围为:0~59 秒. 2、 (3)可自动复位和手动复位,能实现手动调整时间. 二、设计方案: 1、方框图: 功能说明: 此电路是由 8421 码十进制计数电路,译码电路,数码显示电路,自动脉冲产生电路与门 电路,手动复位电路,手动脉冲产生电路和电源电路八部分组成. 数字秒表电路是利用 8421 码十进制计数电路的计数功能,同时利用译码驱动电路,驱动 数码显示电路发光显示数字.其中,自动脉冲产生电路同与门电路组合可以实现 0~59 的循环 计数,手动脉冲产生电路同与门电路组合可以选择 0~59 的任意数值,手动复位电路实现手动 清零. 三、电路设计与分析 1、8421 码十进制计数电路和与门电路,自动脉冲产生电路,手动脉冲产生电路,自动脉冲产 生电路及手动复位电路. A、8421 码十进制计数电路采用集成异步十进制计数器 74LS90.74LS90 是二一五一十进制 计数器,将输入时钟脉冲 CLK 接于 CLK0 端,并将 CLK1 端与 Q0 端相连,便构成 8421 码集成异 步十进制计数器.74LS90 的逻辑图如下: 第 2 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 3 二一五一十进制计数器 74LS90 逻辑图 集成异步十进制计数器 74LS90 的电路图如下: D1位位 Q0 12 Q1 9 Q2 8 Q3 11 MS1 6 MS2 7 MR1 2 MR2 3 CLK0 14 CLK1 1 U2 74LS90 R8 1K 位位位 位位位位 74LS90 的功能表如下: 数学分析: （1）列出逻辑方程组 第 3 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 4 ① 列出时钟信号的逻辑表达式 CLK1=Q0 ； CLK2=Q2 ； CLK0=CLK ② 激励方程组 L0=K0=1 ； J1=+ ；K1=1 ; J2=J1=1 ; J3= ; K3=1 ③ （2）列出状态表: B、秒表的个位是通过将该位计数器的 Q3 与十位计数器的 CLK0 相连实现逢 9 向十位进 1 的逻辑功能. C、秒表的十位通过将计数器的 Q1、Q2 相连和 MR1,MR2 相连,实现逢 6 清零的功能(祥 见 74LS90 功能表),其中的与门电路用 74LS08 实现,其内部逻辑图如下所示: D、自动脉冲产生电路由函数信号发生器给出,可以实现 0~59 的循环计数. E、手动脉冲产生电路可以选择 0~59 的任意数值,其电路图如下所示: 每按下开关就有一个脉冲产生,C2 起防抖作用. 第 4 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 5 C2 82p +5V R10 10K S2 位位位位 F、手动复位电路可以实现手动清零,其电路图如下所示: 当按下开关时个位和十位制零. +5V S1 10UF C1 R10 10K 位位 3、 译码驱动电路和数码显示电路 译码驱动电路采用 74LS47 译码器,数码显示电路采用七段码共阳数码官,两者组成了七 段显示驱动器,其电路图如下所示: f 6 g 8 e 5 d 4 c 3 DP b 2 a 1 DS1 A 7 B 1 C 2 D 6 LT 3 BI/RBO 4 RBI 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 U1 74LS47 1 R0-7 2 3 4 5 6 7 200 . 7 +5V 1 2 3 4 5 6 7 A B C D 译码驱动电路的设计需要用一只数码管的基本单位是 PN 结,加正向电压时,就能发出清 晰的光线.单个 PN 结可以封装成发光二极管,多个 PN 结可以组成分段时封装半导体数 码管. 半导体数码管将十进制数码分成七段,每段为一个发光二极管.在共阳极半导体数 码管的七段输入引脚上分别接入相应的高低电平,观察数码管所显示的十进制数,并观 察各段的亮暗关系.电阻起到限流的作用. 8421 BCD 码 二一十进制译码器真值表 输入 8421 代码输出对应段亮暗显示字型 第 5 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 6 DCBAabcdefg 000000000010 000110011111 001000100102 001100001103 010010011004 010101001005 011011000006 011101011117 100000000008 100100011009 4、 电源电路 此电路由直流稳压电源给出+5V 电压. 四、整机电路图与防真波形图 电路总体设计图: D1位位 f 6 g 8 e 5 d 4 c 3 DP b 2 a 1 DS1 Q0 12 Q1 9 Q2 8 Q3 11 MS1 6 MS2 7 MR1 2 MR2 3 CLK0 14 CLK1 1 U2 74LS90 A 7 B 1 C 2 D 6 LT 3 BI/RBO 4 RBI 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 U1 74LS47 1 2 3 U5A 74LS08 1 R0-7 2 3 4 5 6 7 200 . 7 +5V R8 1K 位位位 1 2 3 4 5 6 7 A B C D D C B A D2位位 f 6 g 8 e 5 d 4 c 3 DP b 2 a 1 DS2 Q0 12 Q1 9 Q2 8 Q3 11 MS1 6 MS2 7 MR1 2 MR2 3 CLK0 14 CLK1 1 U4 74LS90 A 7 B 1 C 2 D 6 LT 3 BI/RBO 4 RBI 5 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 U3 74LS47 1 R9-15 2 3 4 5 6 7 200 . 7 +5V R9 1K 1 2 3 4 5 6 7 A B C D D C B A +5V S1 10UF C1 C2 82p R10 10K +5V R10 10K S1 位位 位位位位 位位位位 五、 1、 焊接(或插接)调试及性能检测 首先,对元件进行合理布局,然后按照原理图连接各元气件,连接导线按块进行.焊接完毕后, 通电进行调试. 调试,观察手动脉冲产生电路,自动脉冲产生电路和手动复位电路能否均正常工作.若不能正 常工作,需根据电路原理分析非电路进行检查维修,直到电路能够正常工作为止. 2、 性能指标测量记录 在调试过程中,通过测量,电路中各个元器件的性能指标均合格. 第 6 页 共 8 页 （电子设计资料）课程设计任务书数字秒表 7 3、 元器件清单: 74LS47 七段译码器 2 个 74LS90 十进制计数器 2 个 数码管 2 个 74LS08 与门 1 个 按钮 2 个 电解电容 10μF/