電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì).doc
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電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì).doc
西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院
電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)報(bào)告
課程名稱: 電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
設(shè)計(jì)題目: 計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì)
姓 名: 窩底以組
學(xué) 號(hào): 20136052
班 級(jí): 物聯(lián)1301
電 話: 18380593127
指導(dǎo)教師: 曹文老師
起止日期:
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì):按下啟動(dòng)按鈕后,秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),顯示范圍從0-99,前導(dǎo)零需要消隱,停止鍵按下后,記錄一組數(shù)據(jù),但計(jì)時(shí)仍然在進(jìn)行,再次按下停止鍵,停止計(jì)時(shí),第一次儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)可以通過(guò)按鍵方式取出并顯示。
課程設(shè)計(jì)報(bào)告
一、設(shè)計(jì)任務(wù)
計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)要求
按下啟動(dòng)按鈕后,秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),顯示范圍從0-99,前導(dǎo)零需要消隱,停止鍵按下后,記錄一組數(shù)據(jù),但計(jì)時(shí)仍然在進(jìn)行,再次按下停止鍵,停止計(jì)時(shí),第一次儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)可以通過(guò)按鍵方式取出并顯示。
三、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1. 設(shè)計(jì)思想
時(shí)鐘源為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供脈沖,使二進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字,再通過(guò)譯碼器,使其在數(shù)碼管上顯示,數(shù)碼管顯示時(shí),由組合邏輯電路組成的前導(dǎo)零消隱電路,使電路實(shí)現(xiàn)前導(dǎo)零消隱功能。當(dāng)?shù)谝淮伟聪掳存I的時(shí)候,計(jì)時(shí)啟動(dòng);第二次按鍵的之后,存儲(chǔ)數(shù)據(jù),計(jì)時(shí)繼續(xù);第三次按鍵的之后,計(jì)時(shí)停止。通過(guò)其它按鍵可以將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上。可以分別在計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸出加一個(gè)74LS373,74LS373有一個(gè)特點(diǎn)就是:當(dāng)使能端關(guān)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(huì)相互影響了。
2.設(shè)計(jì)說(shuō)明
功能說(shuō)明:
(1).在0S~99S范圍內(nèi)計(jì)時(shí);
(2).前導(dǎo)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(jì)數(shù);
(4).第二次按stop鍵停止計(jì)時(shí);
(5) .通過(guò)按鍵方式將存儲(chǔ)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(jì)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(shí)候,時(shí)鐘源信號(hào)傳輸給74LS161(四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器),初值為0000,時(shí)鐘源每提供一個(gè)方波信號(hào),74LS161計(jì)數(shù)加1,當(dāng)74LS161的輸出值為1001時(shí),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(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供數(shù)碼管顯示的信號(hào)。
每當(dāng)74LS161(1)置數(shù)時(shí),通過(guò)非門向74LS161(2)提供一個(gè)方波信號(hào),從而74LS161(2)每10秒計(jì)數(shù)+1,從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)位功能。
通過(guò)74LS194(四位雙通移位寄存器)的并行存取功能,來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄。
4.設(shè)計(jì)方案
1.脈沖發(fā)生器設(shè)計(jì)
由于設(shè)計(jì)題目是計(jì)時(shí)秒表的設(shè)計(jì),所以需要對(duì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供1Hz的脈沖,在此方案中采用一個(gè)時(shí)鐘源,為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供脈沖,使二進(jìn)制計(jì)數(shù)器1s計(jì)時(shí)增加一次。
2.計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)中選用二進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片74LS161,由于要從0—99計(jì)數(shù),所以選用兩片74LS161芯片,一個(gè)作為個(gè)位計(jì)數(shù),一個(gè)作為十位計(jì)數(shù),作為個(gè)位的74LS161的加計(jì)數(shù)控制端接脈沖發(fā)生器輸出端,個(gè)位的僅為輸出端接作為十位的74LS161的加計(jì)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(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供數(shù)碼管顯示的信號(hào)。
3.數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)
此系統(tǒng)中,采用數(shù)碼管顯示0—99的計(jì)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(guò)一些與門和非門的結(jié)合,可使電路達(dá)到前導(dǎo)零消隱,從而實(shí)現(xiàn)前導(dǎo)零消隱的功能要求。
4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)
將二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端口連接到存儲(chǔ)器的輸入端口。存儲(chǔ)器采用并口輸入并口輸出的74LS194,當(dāng)一個(gè)上升沿到來(lái)的時(shí)候,就可以立即存取一組數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器并口輸出接入74LS373。只有當(dāng)其能使的時(shí)候,存儲(chǔ)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(shè)計(jì)
對(duì)于設(shè)計(jì)要求,當(dāng)按下停止鍵的時(shí)候,記錄一組數(shù)據(jù),計(jì)時(shí)仍在繼續(xù),當(dāng)再次按下停止鍵的時(shí)候,停止計(jì)時(shí),存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不變,這就要求剛開(kāi)始的時(shí)候,74LS194的時(shí)鐘輸入為低電平,當(dāng)按鍵按第一次的時(shí)候,上升沿到來(lái),74LS194就會(huì)存儲(chǔ)一組數(shù)據(jù);當(dāng)?shù)诙伟存I之后,下降沿到來(lái),或者保持高電平,這樣,就不會(huì)影響到存儲(chǔ)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(shè)計(jì)總結(jié)
經(jīng)過(guò)這次的數(shù)字電子秒表課程設(shè)計(jì)后,我從中學(xué)到了好多東西。在我們上了一個(gè)學(xué)期的電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后,我們已經(jīng)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)有一定的了解,加上之前學(xué)過(guò)的電路課和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課,我們可以獨(dú)立完成數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)了,不過(guò)當(dāng)中還是遇到許多不懂的問(wèn)題。通過(guò)這次自己動(dòng)手的課程設(shè)計(jì),我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)數(shù)字電子電路的一般方法,還進(jìn)一步熟悉數(shù)字電子器件的使用。這個(gè)課程設(shè)計(jì)課我還不是很熟悉,第一次做難免會(huì)感到陌生,而且對(duì)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(shè)計(jì)的質(zhì)量,希望能在以后的時(shí)間里認(rèn)真學(xué)習(xí)好這些基礎(chǔ)的東西。我對(duì)這個(gè)課程設(shè)計(jì)課有著深刻的體會(huì):要想做好這個(gè)課程設(shè)計(jì),就必須認(rèn)認(rèn)真真地去做,不要怕麻煩,遇到不懂的問(wèn)題就要主動(dòng)去問(wèn)同學(xué)或者老師。最后我希望課程設(shè)計(jì)課能夠再多一點(diǎn)給我們提供動(dòng)手的機(jī)會(huì),并讓我們多點(diǎn)發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造能力,這樣可以在學(xué)到東西的同時(shí)又能發(fā)散大家的思維。
五、參考資料
5.1曹文 電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社
5.2 網(wǎng)絡(luò)資料