計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì).doc

1、計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì)電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程報(bào)告設(shè)計(jì)題目：計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì)學(xué)生班級：通信 0901學(xué)生學(xué)號：20095987學(xué)生姓名：何澤超指導(dǎo)教師：劉春梅時(shí)間：2011.06.23設(shè)計(jì)題目及要求計(jì)時(shí)秒表設(shè)計(jì)：按下啟動按鈕后，秒表開始計(jì)時(shí)，顯示范圍從 0-99 ，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)，第一次存儲的數(shù)據(jù)可以通過按鍵方式取出并顯示。一. 題目分析與方案選擇功能：（ 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） . 通過按鍵方式

2、將存儲的數(shù)據(jù)取出，并顯示。二 . 主要元器件介紹1. 脈沖發(fā)生器LM555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生周期略小于 1s 的脈沖，為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供脈沖，使十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1s 計(jì)時(shí)增加一次。VCC5V8U10R1VCC4RSTOUT37.5k7DISR26THR68k2TRI5CONC2C1GND1LM555CM1.0uF1.0uF脈沖發(fā)生器2. 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器選用兩片 74LS192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 74LS192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 74LS192的加計(jì)數(shù)控制端。 03. 數(shù)碼管顯示在數(shù)碼管輸入端采用二十進(jìn)制的七段顯示譯

3、碼器芯片74LS48，在74LS48 芯片上面有消隱控制端，則可通過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。U7AR3R4U9AU7B10010074LS05D74LS05DU1U6U7CCKCKU8A74LS05D74LS20D74LS05DVCC5VABCDEFGABCDEFG7AU2OA13112BOB2COC116DOD103LTOE9OF155RBIOG144BI/RBO74LS48D7AU3OA131BOB122COC11610DODOE93LT15OF5RBIOG144BI/RBO74LS48D數(shù)碼管顯示電路圖4. 數(shù)據(jù)存儲器將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸

4、出端口連接到存儲器的輸入端口。存儲器采用并口輸入并口輸出的74LS194，當(dāng)一個(gè)上升沿到來的時(shí)候，就可以立即存取一組數(shù)據(jù)。存儲器并口輸出接入一個(gè)三態(tài)門，可以用74LS373、74LS573、74LS244或者 74LS245。只有當(dāng)三態(tài)門使能的時(shí)候， 存儲的數(shù)據(jù)才能被送到74LS48 的輸入端口，從而在數(shù)碼管上面顯示。5. 控制按鍵對于設(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)，存儲的數(shù)據(jù)不變，這就要求剛開始的時(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， 74LS194 就會存儲一組數(shù)據(jù)；當(dāng)?shù)诙伟存I之后，下降沿

5、到來，或者保持高電平，這樣，就不會影響到存儲的數(shù)據(jù)。在此設(shè)計(jì)中，開始和停止按鍵是一個(gè)按鍵，按鍵后面級聯(lián)兩個(gè)JK 觸發(fā)器，兩個(gè)觸發(fā)器的JK 端接高電-1平，這樣，當(dāng)有效脈沖到來的時(shí)候，輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)，第一個(gè)觸發(fā)器的輸出端接 74LS194的時(shí)鐘端口，第二個(gè) JK 觸發(fā)器的輸出接與74LS194無關(guān)的那個(gè)三態(tài)門的使能端和一個(gè)非門的輸入端口，其中非門的輸出和脈沖發(fā)生器的輸出同時(shí)接一個(gè)與非門，與非門的輸出接十進(jìn)制計(jì)數(shù)器個(gè)位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端口。當(dāng)?shù)谝淮伟存I之后，與74LS194 無關(guān)的那個(gè)三態(tài)門打開，計(jì)時(shí)器的輸出可以達(dá)到74LS48 從而在數(shù)碼管上面顯示計(jì)時(shí)數(shù)字，當(dāng)?shù)诙伟存I的之后， 74LS194 存儲一

6、組數(shù)據(jù)，第三次按鍵之后，與74LS194 無關(guān)的那個(gè)三態(tài)門關(guān)閉，顯示的計(jì)時(shí)停止。可以將與74LS194 有關(guān)的那個(gè)三態(tài)門打開，將存儲數(shù)據(jù)調(diào)入數(shù)碼管上面顯示。三 . 電路設(shè)計(jì)及計(jì)算1. 可以將系統(tǒng)分為脈沖發(fā)生模塊，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，按鍵控制模塊，數(shù)碼管顯示模塊，寄存器模塊及電源模塊2. 脈沖發(fā)生器為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供脈沖，使十進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生相應(yīng)的BCD8421碼，再通過顯示譯碼器，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。通過按鍵控制兩個(gè)級聯(lián)的 JK 觸發(fā)器，一個(gè) JK 觸發(fā)器的 Q端輸出控制計(jì)數(shù)器和脈沖發(fā)生器，一個(gè)控制數(shù)據(jù)存儲器部分，當(dāng)?shù)谝淮伟聪?/p>

7、按鍵的時(shí)候，計(jì)時(shí)啟動；第二次按鍵的之后，存儲數(shù)據(jù)，計(jì)時(shí)繼續(xù)；第三次按鍵的之后，計(jì)時(shí)停止。通過其它按鍵可以將存儲的數(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)。兩部分不會相互影響。工作流程當(dāng)通電之后，脈沖發(fā)生器就開始產(chǎn)生脈沖，但是脈沖的輸出端口通過一個(gè)與非門之后才接入十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸入端，與非門的另一個(gè)輸入端與一個(gè)非門連在一起， 而非門的輸入端與控制按鍵部分中的第二個(gè) JK 觸發(fā)器的輸出端相連， JK 觸發(fā)器的開始狀態(tài)為“ 1”，這樣，那個(gè)與非門就將脈沖-2鎖住，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器無法接受到脈

8、沖。當(dāng)?shù)谝淮伟存I之后，與非門就會解除鎖定，脈沖開始有效接入十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端，同時(shí)與74LS194無關(guān)的那個(gè) 74LS373 打開，數(shù)碼管開始顯示計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)數(shù)字。當(dāng)?shù)诙伟聪掳存I之后，74LS194 的時(shí)鐘端口來一個(gè)上升沿， 74LS194記錄一組數(shù)據(jù)，但是計(jì)時(shí)仍在進(jìn)行。當(dāng)?shù)谌伟聪掳存I之后，與非門鎖住，脈沖無法有效地與計(jì)時(shí)器相連，同時(shí)與74LS194 無關(guān)的那個(gè)74LS373 關(guān)閉，計(jì)時(shí)停止。通過將與74LS194 有關(guān)的那個(gè) 74LS373 打開，存儲的數(shù)據(jù)就會在數(shù)碼管上面顯示。系統(tǒng)中還有其它一些清零復(fù)位按鍵，可根據(jù)不同的情況進(jìn)行操作。四. 仿真及結(jié)果分析五 . PCB 板排布-3-4六 . 總結(jié)1. 通過這次設(shè)計(jì)，不但使我鞏固了所學(xué)的基礎(chǔ)知識，而且也讓我學(xué)到了很多新知識，同時(shí)也得到了很多無法從書本上獲得的知識和經(jīng)驗(yàn)。