电子技术综合实验课程设计-电子秒表的设计.docx

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1、华州之力士学课程设计（综合实验）报告（20132014年度第一学期）名称：电子技术综合实验题目：电子秒表的设计院系：电气与电子工程学院班级：通信1102学号：1111210208学生姓名：指导教师：设计周数：1周成绩：日期：2013年12月29日目录设计任务书一、综合实验的目的与要求二、设计框图及电路系统概述三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算四、调试过程及结果分析五、设计、安装及调试中的体会六、参考文献华，匕电力大考课程设计（综合实验）报告电子技术综合实验任务书一、目的与要求1 .目的1.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技

2、能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。1.2 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。1. 3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。2. 4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。2. 2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。2. 3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则

3、。2. 4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。2. 5学会撰写综合实验总结报告。2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。3. 7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。1 .移位寄存器型彩灯控制器2 .智力竞赛抢答器3 .

4、电子拔河游戏机4 .交通信号灯控制器5 .数字电子钟6 .电子密码锁7 .电子秒表8 .数字电子钟（硬件）三、进度计划序号设计（实验）内容完成时间备注1设计内容讲解、学习资料查找方法半天2发放材料、清点材料、熟悉各种元器件半天3查找资料、设计电路、绘制总体电路草图1天4电路组装并调试或在Multisim上绘制电路图、仿真并调试2天5验收、撰写实验报告1天四、设计（实验）成果要求L学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。2 .预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在

5、面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。3 .在MUltiSiIn软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。五、考核方式4 合以下指标评定课程设计总成绩：优、良、中、及格和不及格。1 .设计方案的正确性与合理性；2 .实验动手能力（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等）；3 .总结报告；4 .答辩情况（课题的论述和回答问题的情况）；5 .设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。学生姓名：指导教师：年月日一、课程设计（综合实验）的目的与要求1 .利用555定时器制作一个频率为50Hz时钟发生装置2 .通过分频电路，输出周期为0.1秒的计数脉冲。3 .利用计数

6、器接受分频电路输出的计数脉冲，并通过数码显示器显示出来，完成0.1秒9.9秒的秒表计时。4 .使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。二、设计框图及电路系统概述1 .整体设计布局框图如下2 .模块总体方案设计图2.1 555时钟发生模块利用555定时器实现的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为50HZo2.2 分频电路模块利用74LS290将输入为50HZ频率的时钟脉冲进行分频变为IoH

7、Z的信号输出，即周期为0.1秒。2.3 输出及显示模块两个74LS290分别连接成十进制计数器，一个输出十分之一秒，一个输出整秒，并通过两个数码显示器显示0.19.9秒的秒表数值。2.4 控制电路利用基本RS触发器生成控制电路：S有效，则。端输出高电平，控制时钟信号输出到分频电路，实现“开始计数”；同时Q非端输出的低电平使“清零并准备重新开始计数”无效；R有效，则时钟信号被屏蔽，电子秒表保持当前数值不变，同时允许“清零并准备重新开始计数”信号输入。注意，设计时要避免基本RS触发器出现不定态三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算1 .555时钟发生模块1.1 设计方案及原理多谐振荡器是一种

8、自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。利用555定时器芯片组成的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过计算电路中的电阻值、电容值，可使多谐振荡器的输出信号频率为50Hz。555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。1.2 参数计算电容充电时间T1：7:lnv(8)rc(0)mvc()-vc(7;)vccvCCvccvcc= 0.7(7?1 + R2)C电容放电时间T2:T2=OJR2C电路振荡周期T:T=Ti+T2=0.7(Ri+2R2)C已知f=50Hz,即T=0.02s,可取Rl=20K,R2=4.3K,C=IuFVCC2 .分频电路模块2.1 设

9、计方案及原理74LS290是异步二一五一十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器,利用74LS290将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行五分频变为IOHz的信号输出，即周期为0.1s。将其接为五进制，将多谐振荡的输出信号作为五进制的触发脉冲。五进制的最高位作为输出信号，即为IOHz的信号输出。2.2 参数计算由其功能表可知,可使由(1)、Ro(2)接RS触发器Q端输出，Rg(I)Rg(2)都接地，当RO、R(2)为低电平时，输出分频信号。74X290的功能表复位输入置位输入时钟输出工作模式%(1R(2)%(1鸟(2CP0QtQiQa110X0000异步清零1

10、10X0000X11X1001异步置数00I计数00I计数00I计数加法计数00I计数3 .输出及显示模块L1设计方案及原理将两个74LS290级联，分频信号的输出作为第一个的触发脉冲。便构成一个计数器，通过显示模块将数显示出来。通过控制电路控制Ro(1)、Rd(2)的电平高低，当Ro(1)、Rd(2)都为低电平时工作在计数状态，当4 .控制电路1. 1设计方案及原理开关S为低电平，同时开关R为高电平时，清零并准备重新开始计数，当开关S为高电平，开始计数,这时，如使开关S为低电平，则计数保存。1.2参数计算用与非门组成的基本RS触发器的功能表RSe功能说明000X不稳定状态0010100置0(

11、复位)01101001置1(置位)10111100保持原状态1111开关S开关R触发器Rl触发器SlQ非QRo、Ro10100100001I000101101U9B 74LS08DU10B 74LS04D控制电路部分，用两个复位开关来实现三个功能，第一个用S键实现计数和暂停的切换，第二用R个键实现清零的功能四、调试过程及结果分析多谐振荡电路中，根据公式T=O.7(R1+2R2)C,来确定Rl,R2,C的值。刚开始R1=15K,R2=6.8K,C=IuF,此时，波形输出周期不稳定，调节R1,R2,C的值，使波形输出基本趋于稳定。利用74LS290将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行五分频变为IOH

12、z的信号输出，即周期为0.1s。Oscilloscope-XSCl开关S为低电平，同时开关R为高电平时，清零并准备重新开始计数，当开关S为高电平，开始计数,这时，如使开关S为低电平，则计数保存。五、设计、安装及调试中的体会电子秒表是一种计时设备，是数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合运用。通过本次试验，对数字电路中的多谐振荡电路，时钟发生器及计数，译码显示，RS触发器有了更深刻的认识，对这些单元的综合运用也有了更深刻的理解，将课本上的知识运用于实际的设计之中，也更促进了对于书本知识的学习深入。首先，是多谐振荡电路各参数的确定。根据学过的知识，利用5

13、55来设计，根据公式T=O.7(R1+2R2)C,来确定Rl,R2,C的值。但并不是所有符合这个公式的值都行，如果参数之间不匹配，波形就会有畸变，这是，可以调节各个参数是的出现想要的50HZ的脉冲波形。其次，我感觉这次设计遇到的最大的问题是控制电路的设计。一方面，得控制好各开关之间的关系0另一方面，清零状态也得设计好。我感觉最难的部分就是清零部分的设计。刚开始没有设计好，清零后不计数或计数后数值不保持。通过本次综合实验，理解了电路设计中模块化的指导思想,熟练应用各门电路和继承芯片以实现其功能。电路完善、调试过程中出现的问题也引发了对细节的进一步思考。实验激发了设计兴趣，从感性上加深理解，把理论转化为实践，对所学知识的综合应用，使在原有基础上得到提高。六、参考文献1作者1,作者2.书名.出版单位，版本.出版日期附录（设计流程图、程序、表格、数据等）Tran:6.721S五进制状态图74X290的功能表复位输入置位输入时钟输出工作模式%(1)鸟(2)尺9(1鸟(2CP002QiQo11OOOOO异步清零11OX0000X111001异步置数OO计数OOI计数加法计数OOI计数OOI计数