电子秒表-实验报告

0目录1绪论.............................................................................................................................11.1课题背景.............................................................................................................11.2秒表的发展趋势...................................................................................................11.3本课题研究内容...................................................................................................22研究方案与预期成果....................................................................................................22.1研究方案.............................................................................................................22.2预期成果.............................................................................................................23设计任务与思想...........................................................................错误!未定义书签。3.1设计任务.............................................................................错误!未定义书签。3.2设计目的.............................................................................错误!未定义书签。3.3设计总体思想............................................................................错误!未定义书签。4系统硬件设计...............................................................................................................44.1系统硬件设计框图...............................................................................................44.2LED显示电路.............................................................................错误!未定义书签。4.3时钟分频计数电路...............................................................错误!未定义书签。4.4秒脉冲电路.........................................................................错误!未定义书签。4.5控制开关电路.....................................................................错误!未定义书签。4.6系统电路图.........................................................................错误!未定义书签。5系统仿真与调试...........................................................................错误!未定义书签。5.1软件平台.............................................................................错误!未定义书签。5.2系统仿真.............................................................................错误!未定义书签。5.3系统软件调试......................................................................错误!未定义书签。5.4仿真测试.............................................................................错误!未定义书签。6电路板焊接与调试......................................................................错误!未定义书签。6.1焊接步骤.............................................................................错误!未定义书签。6.2注意事项.............................................................................错误!未定义书签。6.3元件清单.............................................................................错误!未定义书签。6.2实物图.................................................................................错误!未定义书签。7总结............................................................................................错误!未定义书签。信息工程学院课程设计第1页，共27页电子秒表的设计摘要：本次设计的电子秒表计数器利用显示电路、数码管以及外部中断电路来设计秒表。使得电路能够实现7段数码管的动态显示。仿真系统利用EWB来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。利用555芯片实现秒信号脉冲本次设计的秒表作为电路脉冲源，利用基本RS触发器实现电路的暂停、复位，用三个74Sl90实现100进制。具有从0秒0到99秒9计数功能以及暂停功能，具有一定的研究价值。关键字：触发器，555芯片，74Ls901绪论1.1课题背景奥运男子百米飞人大战中，牙买加飞人博尔特以9秒69的成绩夺得冠军。而博尔特冲过终点的瞬间，荧屏显示其成绩为9秒68。相差的这个0.01秒，由电子计时系统确认。奥运会男子100米蝶泳决赛上，美国选手菲尔普斯以50秒58的成绩惊险夺冠，距离“八金梦想”仅一步之遥。塞尔维亚选手查维奇以50.59秒获得银牌，只比菲尔普斯慢0.01秒。这种细微的差距，即使是现场大屏幕用经典超慢镜头回放，也无法分辨。2004年8月28日15点15分，中国选手孟关良/杨文军在雅典奥运会男子500米划艇决赛中，以1分40秒278的成绩获得中国在雅典奥运会的第28金。这是中国皮划艇项目的第一枚奥运金牌，也是中国水上项目在历届奥运会上所获得的第一枚金牌。孟关良/杨文军的成绩比获得银牌的古巴选手只快了0.072秒，以至于两人在夺冠之后还不敢相信。在现在的体育竞技比赛中，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。有些运动对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。1.2秒表的发展趋势时间是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量时间的基本方法是使用秒表直接测量。其中秒表的精度是人们最信息工程学院课程设计第2页，共27页关心的，这就要求它的计时最小单位足够小，显示模块的灵敏度足够高。随着人类科技文明的发展，人们对于秒表的要求在不断地提高。秒表已不仅仅被看成一种用来计时的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代秒表发展的趋势。在这种趋势下，秒表的数字化、多功能化已经成为现代秒表生产研究的主导设计方向。1.3本课题研究内容本次设计的电子秒表计数器利用显示电路、数码管以及外部中断电路来设计秒表。使得电路能够实现7段数码管的动态显示。仿真系统利用EWB来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。本次设计的秒表具有从0秒0到99秒9计数功能以及暂停功能，具有一定的研究价值。2研究方案与预期成果2.1研究方案根据课题研究内容，电路主要由LED驱动显示电路，十进制计数电路，秒脉冲电路，控制开关电路组成。基于数字电路。传统的秒表以最为基本的数字电路来实现的。2.2预期成果根据课题研究内容，本设计的秒表要实现的功能是从00秒0到99秒9计数功能以及启动暂停功能。3.设计任务与思想3.1设计任务a.设计一个简易秒表,该秒表由3位七段LED显示器显示，其中一位显示“ms”数字,两位显示“s”，其中一个LED显示器显示“s”的个位数字，另一个显示“s”的十位数字，其中显示分辩率为0.1s，计时范围99.9s。b.设计秒表原理图，并对设计电路进行仿真。写出完整、详细的课程设计报告。C.课程设计时间：教学周（十五、十六周）。信息工程学院课程设计第3页，共27页3.2设计目的a．进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。b.学习和练习在面加深理解数字电路的基本理论知识，学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法包括板上接线的方法、技术、要注意的问题。c.学习数字电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法。d.学习仔细的做实验的习惯，积极的查找资料。e.提高分析和解决实际问题的能力。f.增强团队合作的意识，提高团队合作的能力。3.3设计总体思想RS触发器作为启动和停止秒表工作的电路。为实现电子秒表的计时与显示功能：首先，需要一准确的时钟脉冲，脉冲频率为50Hz。在一般教学实验箱中有连续可调的时钟脉冲，而在EWB软件中可用模拟的信号发生器，为了达到进一步熟悉和应用数字电路模块，我们模拟应用了555振荡器。而开关控制电路，用集成与非门构成的基本RS触发器。其次，需要一时钟脉冲分频电路，以生成所需脉冲，考虑到时钟进制为十进制，输出得到秒以及秒后的一位所需的显示信号。此电路主要由74LS90，74LS48等集成电路构成的组合电路实现。最后，需要显示译码电路，显示电路输出结果。本设计用的是LSD5114LED显示器的译码器。3.4设计原理a.设计指标（1）数字式秒表实现简单的计时与显示，按下启动键开始清零计时，按下停止键，计时停止。（2）具有“秒--个位”（0—9），“秒--十位”（0—9），“十分之一秒”（0—9）数字显示，分辨率为0.1秒。计时范围从0秒0到99秒9。b.电子秒表的构成如图2.2所示为电子秒表的一般构成框图。利用555设计一个多谐振荡器，信