电子技术课程设计电子秒表.docx
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电子技术课程设计电子秒表
湖南文理学院课程设计报告
课程名称：
《电子设计制作与工艺实习》
课题名称：
电子秒表
系部：
电气与信息工程学院
专业班级：
自动化10级10102班
学生姓名：
**
指导教师：
***
完成时间：
2012年6月29日
报告成绩：
摘要
摘要就是一段话，内容要反映六个方面：
（1）课题目的；
（2）技术手段；（3）硬件结构；（4）软件模块；（5）分析手段及实验与仿真结果；（6）结果与创新点。
整体上字数控制在300~500字以内，不能低于300字。
关键词：
×××；×××；×××；×××；×××
关键词的提炼来自四个方面：
（1）课题中心词；
（2）技术核心词；（3）技术手段名称；
（4）设计工具术语。
严禁以器件型号作为关键词，关键词的数量控制在4～8个以内，小4号宋体，词与词之间分号隔开，最后一个关键词无标点符号。
Abstract
（摘要翻译符合科技英文规范，多采用被动语态翻译，严禁是摘要的直译。
）
Keywords：
×××，×××，×××，×××，×××
（关键词务必是专业单词与词组，可以是缩写方式，但许多期刊不允许缩写。
关键词之间用逗号隔开，最后一个关键词无标点符号）
目录
摘要II
AbstractIII
第一章电子秒表方案设计1
1.1绪论1
1.2电子秒表功能或性能2
1.3电子秒表设计方案2
第二章电子秒表电路设计4
2.1秒分计时电路4
2.2小时计时电路4
2.3开关电路4
2.4清零电路4
2.5整体电路4
第三章电子秒表仿真与实验5
4.1秒分计时电路实验5
4.2小时计时电路实验5
4.3开关电路及清零电路实验6
总结8
参考文献9
致谢10
附录1电子秒表电路图11
附录2电子秒表明细表12
第一章电子秒表方案设计
1.1绪论
目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。
例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能强，而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电路课题设计的进行使我们有了这个非常好的机会，通过这种综合性训练，我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。
本次课程设计的题目是电子秒表.电子秒表是用于测量较短且较精确的时间,它在体育运动项目上有着广泛的应用.本次设计中应用了多种数字电路中的单元电路,如基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器,译码显示器等.我相信通过本次实验,将进一步加深对各数字单元电路的理解,同时也对基础电子设计有一定的了解,为今后的学习和工作打下一定的基础。
进入21世纪，随着信息产业的高速发展，秒表的用途越来越广泛。
主要用于电力系统、供电部门、科研和制造单位精密测试各种时间参数。
数字秒表是电器制造、电力、工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，同时还用于军事，医疗，商务等领域，它广泛应用于各种继电器、电磁开关、控制器、延时器、定时器等的时间测试，发展及应用前景广泛。
目前已经有很多种类的数字秒表应用于各个行业了，它们大多是指针式或集成电路型的，但是结构相对复杂、测试功能单一。
鉴于目前的情况，我们提出一单片机作为控制可行，添加必要的外围电路的价格低廉，走时精确、使用方便的秒表系统。
国内外研究现状综述
随着信息产业的高速发展，数显电子秒表用途不断增多而且越来越重要，它同时也在增加功能及性能改进。
随着科学技术的发展，它先后经历了几个阶段，最早的秒表是纯机械的设计，其工艺十分复杂，并且即使不很精确，很易损坏，这给应用带来了很多不便。
随着电子产业的发展，尤其是集成电路产业的发展，许多人开始将电子设计应用于生产实践，电子秒表就是一个很好的实例，基于集成电路的电子秒表设计改进了以往的很多不足，了解它的主要原理和设计过程，对于改良和提高秒表的设计是很有益处的。
集成电路型的设计有模拟电路和数字电路两种设计，它们都是用晶体管或者一定的饮片来进行设计的。
今年来，随着计算机技术和半导体技术的发展，传统的硬件电路设计方法已大大落后于当今技术的发展。
一中崭新的、采用硬件描述语言的硬件电路设计方法已经兴起，硬件描述语言是电子设计自动化领域的一次重大边个。
EDA就是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计。
1.2电子秒表功能或性能
设计一个电子秒表，符合以下功能；
1．具有启动和停止的功能，停止后秒表应保留所计时之值。
2．具有清零功能。
3．用数码管显示时间。
1.3电子秒表设计方案
设计一个电子秒表，能有启动和停止功能，停留后数值可以保留并且具有清零功能。
方案一：
方案一原理：
利用74LS160，和多个门电路进行组合，总体思路利用6个10进制74LS160电路作为秒表各个位的计数器。
因为在秒，分的高位只显示0~5，零的高位只显示0~2，故需要利用与非电路进行置零，而在小时显示的低位当高位为2时，低位只显示到3。
故需要将小时的高地位各引出所需线路进行与非，达到小时显示为0~23的目的。
各位的时钟信号都来自于前一位的进位（除秒表显示的低位外），其中分针的低位进位，时针的高低位进位皆为上一计数器通过与非连接而成。
而其他进位为上一计数器的进位提供。
为了实现清零功能，在各个计数器的时钟信号前连一个与门，与门的作用：
连上一位的进位（即时钟信号）和一个可以调节成高电位或地电位的信号，通过此来实现清零功能。
在秒的低位有一个开关，用于实现启动和停止功能，并使停止后秒表保留所计时之值。
方案二：
方案二与方案一原理近似，与一不同的是，方案一使用的置零法，而方案二使用置数法。
本设计采用的是方案一，方案一所需导线少，电路稳定，性价比比较好
第二章电子秒表电路设计
2.1秒分计时电路
在秒分针电路中，低位都是由74LS160元件本身进行计数，并且当到10时，产生进位，供给高位脉冲，使高位进行计数。
而秒像分，分向小时的进位则有与非门和非门提供，为了保证秒分高位在达到6时进行清零，在秒分高位74LS160计数器输出端连一非门，当输出为0110时，与非门输出一个低电平，将秒分高位计数器瞬间置零，达到秒分高位显示0~5的目的。
2.2小时计时电路
在小时计时电路中，小时的低位脉冲信号由分的高位提供，而小时低位计数器当高位计数器为0或1时，按正常74LS160进行计数，进位。
当小时的高位为2时，小时的低位只需到3，故当小时的低位输出为0100，高位输出为0010时，连接一个与非门，按秒分电路置零原理进行置零。
2.3开关电路
开关电路由一个脉冲信号源和一个开关组成，当开关为关时开始计数，当开关为开时停止计数
2.4清零电路
利用与门，其中每个与门有一个输入信号为上一计数器传输过来的输入信号。
另一信号则由一个弹性开关控制，在平时状态，在弹性开关控制下输入信号为1，当运用弹性开关后，输入信号为0。
从而达到全部清零。
2.5整体电路
整体电路图不表述在该节，直接见附录1
第三章电子秒表仿真与实验
（过渡描述，可以是本章的综述、本章的主体内容、本章内容的策划等等）
4.1秒分计时电路实验
当秒表开始运作后，开启开关。
秒针由00开始计时，当到59秒后的下一秒，分针进一，秒清零。
实际如下图，图一~图三。
（图一）图二
（图三）
4.2小时计时电路实验
当小时计时开始运用时，小时由00开始，一直计数到23，在下一时刻再次归零。
（如下图）
（图一）
（图二）
4.3开关电路及清零电路实验
1、当开关电路关时，计时，当开关电路开时，不计时并且固定数值。
2、当清零电路使用时，直接清零。
总结
这次设计的电子秒表电路易懂，元件较少，连接简单，性价比比较高。
通过这次课设，我更加深刻的理解了74LS160的使用，并且对计数器电路有了更多的认识。
我学会了如何将10进制计数器改成任何10进制以下的计数器（其他进制也可以熟练应用），也学会了利用多个计数器就行组合，组合成不一样的计数器，更加深刻的理解了置数法，置零法的应用。
在这次课设中，我还熟练的掌握了仿真模拟电路软件的使用。
并且会对简单的逻辑电路进行熟练的应用。
在仿真电路时，应该注意仿真线路的整洁，方便阅读电路，多注意各个元件的搭配，尽量使用单一的元件有利于采购。
参考文献
[1]沙占友,李学芝.中外数字万用表电路原理与维修技术[M].北京：
人民邮电出版社，1993.
[2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2006.
[3]戴伏生.基础电子电路设计与实践[M].北京：
国防工业出版社，2002.
[4]谭博学.集成电路原理与应用[M].北京：
电子工业出版社，2003.
致谢
在这次课程设计能够完成,首先我要感谢父母二十年来的养育之恩，我想对你们说一声：
“爸、妈，辛苦了！
”
其次，我要感谢湖南文理学院电器与信息工程学院提供了我这么一个平台，让我可以通过实践来锻炼自己，发散自己的思维，提高自己的动手能力及实际水平，更重要的是让我感受到了团队与合作精神重要性。
再者，我要感谢李建英老师,每当我遇上技术上的困难时,李建英都耐心仔细的给我讲解疑问。
此外，很感谢在这次课程设计小组中帮助过我们的每位同学，谢谢大家的支持。
这次设计大家都相互学习、一起讨论问题，让我很受感动.
最后再次感谢各位在这次课程设计中帮助过我的老师同学，正是因为有了你们的支持和帮助，我才能把这次课程设计顺利的完成。
这次课程设计将会在我的脑海里变成美好的回忆
附录1电子秒表电路图
附录2电子秒表明细表
序号
代号
名称
型号或规格
数量
备注
1
U1等
数码显示管
DCD-HEX
6
2
U10等
10进制计数器
74LS160
6
3
U7等
与非门电路
74LS00
3
4
U16等
非门电路
74LS04
2
5
U17等
与门电路
74LS08
6
6
J2
弹性开关
1
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