1、电子课程设计报告电子课程设计报告题 目： 学院名称：专 业： 班 级： 姓 名：学 号： 指导教师： 目 录1课程设计的内容2. 电路分析3. 设计步骤4. 设计心得5. 参考文献1课程设计的内容1.1设计目的课程设计是电力课程的总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的基本训练，加深对该课程知识的理解。在整个教学计划中,它起着培养学生独立工作能力的重要作用。通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力:1.查阅资料：搜集与本设计有关部门的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；2.方案的选择：树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑
2、经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力；3.迅速准确的进行工程计算的能力,计算机应用能力；4.用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。1.2 设计要求设计一个数字电子秒表，该秒表具有显示功能和清零、开始计时、停止计时等功能。设计的要求如下： 1.以0.1秒为最小单位进行显示； 2.秒表可显示0.1999.9秒的量程； 3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能； 4除了以上功能，个人可根据具体情况进行电路功能扩展。1.3 设计内容1.搭接电子秒表的整体设计电路；2.校准0.1秒信号源；3.测试电子秒表清零、开始计时、停止计时功能。2. 电路分析图电子秒表电路图2.2 电路
3、分析图2.1.1是电子秒表完全的电路图，按功能可以分成四个单元电路进行分析，由时钟脉冲发生器、计算器、译码器和数码管组成。其原理方框图如图2.2.1所示。2.2.1 时钟脉冲发生器 555 定时器是模拟 数字混合式集成电路，利用它可以方便地构成脉冲产生、整形电路和定时、延时电路。用555定时器构成的自激式多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。调节电位器 Rp ，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号。 555定时器的电路结构图555定时器的内部电路是由分压器，电压器比较器C1C2，简单SR锁存器，放电三极管及缓冲器G组成，其内部结构如图所示。三个电阻串联组成分压器，比较器C1C2提供电压。5
4、55定时器的逻辑功能 2.2.3多谐振荡器多谐振荡器如图2.2.3所示。当电路刚接通电源时，由于C (C1/C2)来不及充电，555电路的2脚处于零电平，导致其输出3脚为高电平。当电源通过R1、Rp向C充电到VcVcc时，输出端3脚由高电路平变为低电平，电容C经R1和内部电路的放电开关管放电。当放电到VcVcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图2.2.4是输出端及电容器C上电压的波形。2.2.5多谐振荡器电路 振荡频率的估算：（为了电路更直观，见图2.2.5） （1）电容充电时间T1。电容充电时，时间常数1=（R1+R2）C，起始
5、值vC（0+）=，终了值vC（）=VCC，转换值vC（T1）=，带入RC过渡过程计算公式进行计算：（2.2.3） （2.2.4） （2）电容放电时间T2电容放电时，时间常数2=R2C，起始值vC（0+）=，终了值vC（）=0，转换值vC（T2）=，带入RC过渡过程计算公式进行计算： （3）电路振荡周期TT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C （2.2.2） （4）电路振荡频率f （2.2.3） （5）输出波形占空比q2.2.2 计数器计数器是一个用以实现计数功能的时序部件,它不仅可用来计脉冲数,还常用作数字系统的定时,分频和执行数字运算以及其它特定的逻辑功能. 计数器种类很多按构成计数器中的
6、各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分,有同步计数器和异步计数器.根据计数制的不同,分为二进制计数器,十进制计数器和任意进制计数器.根据计数的增减趋势,又分为加法,减法和可逆计数器.还有可预置数和可编程序功能计数器等等。74LS90是异步二五十进制加法计数器，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。图 2.2.5 五进制计数器1分频器电路 通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到 0.1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。图2.2.1中的U1是一个五进制计数器，对振荡器的输出信号进行分频。对频率为 50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端 QD 取得周期为
7、 0.1S的矩形脉冲，作为时间计数单元的时钟输入。单元电路2.2.5所示。若计数器U1不用，直接用555产生的信号作计数脉冲是可以实现的。根据多谐振荡电路的频率公式（2.2.3），直接产生0.1S（10Hz）的脉冲，可以调节电路的R和C的数值。2. 时间计算 计数器U2及计数器U3接成8421码十进制形式，将CP2（即CKB）和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。S2断开秒表应清为00，S2接通(S1闭合)，秒表应开始计数。输 入输 出功 能清 0置 9时 钟QD QC QB QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)C
8、P1 CP21100 0000清 00011 1001置 90 00 0 1QA 输 出二进制计数1 QDQCQB输出五进制计数 QAQDQCQBQA输出8421BCD码十进制计数QD QAQDQCQB输出5421BCD码十进制计数1 1不 变保 持2.21表74ls90十进制或功能 输入输出 功能0123456786101112131415BIRBTLTLT RBI A3 A2 A1 A0 BI/RBOa b c e d f g 记录111111111111111X101XXXXXXXXXXXXXXX0X0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 000 1 0 00 1
9、 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 1 0 1 0 1 11 1 00 1 1 0 11 1 1 1X X X X0 0 0 0 X X X X111111111111111001000000010011110010010000011010011000100100110000000011110000000000110011100101100110101110001101001110000111111111111110000000记录2记录2记录3记录4记录5 2.2374ls74集成块2.2.4 数码管一个LED数码管可用来显示一位09十进制数和一个小数点.小型数码管)每
10、段发光二极管的正向压降,随显示光(通常为红,绿,黄,橙色)的颜色不同略有差别,通常约为22.5V,每个发光二极管的点亮电流在510mA.LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器,该译码器不但要完成译码功能,还要有相当的驱动能力。3. 设计步骤3.1 设备与元件设备：直流稳压电源一台，示波器一台，逻辑笔一支，万用表一块。元件：定时器555一块， 二-五-十制计数器74LS90五块，译码器74LS47四块， 共阳型数码管两只，1k电阻一只，100k电阻一只，100k电位器一只，电容器0.1F、0.01F、0.022F各一只。3.2 测试调整按照设计原理图进行连接实际元件
11、连接，依次对各部分进行测试：3.2.1 时钟发生器的测试用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节器节Rp，使输出矩形波频为50Hz。若无波形输出，检查555线路连接是否良好，555定时器构成的多谐振荡是否起振。3.2.2 计数器的测试(1)S1闭合，检查计数器U1的QD端应有周期为0.1S的脉冲输出，S1断开Q3端无脉冲输出。RO(1)、RO(2)、R9(1)、R9(2)接逻辑开关输出插口，CPB接单次脉冲源,CPA接高电平“1”，QDQA接实验设备上译码显示输入端D、C、B、A，按表2.2.1测试其逻辑功能，记录之。(2) 计数器U2及计数器U3接成8421码十进制形式，同内容（1）进行逻
12、辑功能测试。记录之。(3) 将计数器U1、U2、U3级连，进行逻辑功能测试。记录之。3.2.3电子秒表的整体测试各单元电路测试正常后，按总图把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。先按一下停止按钮，此时电子秒表不工作，再按一下启动按钮，则计数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下停止按钮，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。3.2.4 电子秒表准确度的测试利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。4.心得体会通过这次设计我学到了1.建立数字电子电路系统的基本概念；2.熟悉555方波振荡器的应用，计数器的级联及其计数、译码、显示电路的整体配
13、合；3.建立分频的基本概念.在刚开始设计时子非常困惑和迷茫，还好有老师的指导和鼓励让我有了自信，决定努力做好课程设计，遇到不会的地方积极与老师请教，老师一直都细心耐心教我如何去做，怎么样去思维。在课程设计过程中，收获知识，提高能力的同时，我也学到了很多人生的哲理，懂得怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划，并掌握了在执行过程中怎么样去克服心理上的不良情绪。因此在以后的生活和学习的过程中，我一定会把课程设计的精神带到生活中，不畏艰难，勇往直前！完课程设计后,我们发现我们还有许多不足,所学到的知识还远远不够,以至于还有一些功能不能被动完成。但通过学习这一次实践,增强了我们的动手能力,提高和巩固了各方面的知识。从中增强了我们的团队合作精神,并让我们认识到把理论应用到实践中去是多么重要。5.参考文献1.阎石 ，数字电子技术基础，高等教育出版社 ，20062.赵从毅，555定时器的功能图表示法及其用法3.付家才.-，电子工程实践技术M.北京:化学工业出版社,2003.324.李书浩译，数字逻辑应用与设计 北京机械工业出版社,2000
