电子秒表实验报告1.docx
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电子秒表实验报告1.docx
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电子秒表实验报告1
电子秒表实验报告
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目录
1绪论
(2)
1.1课题背景
(2)
1.2秒表的发展趋势
(2)
1.3本课题研究容(3)
2研究方案与预期成果(3)
2.1研究方案(3)
2.2预期成果(3)
3设计任务与思想.....................................错误!
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3.1设计任务.....................................错误!
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3.2设计目的.....................................错误!
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3.3设计总体思想.....................................错误!
未定义书签。
4系统硬件设计(6)
4.1系统硬件设计框图(6)
4.2LED显示电路.....................................错误!
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4.3时钟分频计数电路..............................错误!
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4.4秒脉冲电路....................................错误!
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4.5控制开关电路.................................错误!
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4.6系统电路图....................................错误!
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5系统仿真与调试.....................................错误!
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5.1软件平台.....................................错误!
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5.2系统仿真.....................................错误!
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5.3系统软件调试..................................错误!
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5.4仿真测试.....................................错误!
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6电路板焊接与调试..................................错误!
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6.1焊接步骤.....................................错误!
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6.2注意事项.....................................错误!
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6.3元件清单.....................................错误!
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6.2实物图.......................................错误!
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7总结.............................................错误!
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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,74Ls90
1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/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/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
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)。
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,其产生的秒脉冲触发74LS90计数,计时部分的计数器由0.1s位、s个位、s十位三个计数器组成,最后通过74LS48译码在数码管上显示输出。
由启动和停止电路控制启动和停止秒表。
(如下图)
图1
图2
3电路硬件设计
3.1电路设计框图
根据设计方案,硬件电路由电路主要由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。
电路设计框图如图所示:
*电路设计框图*
3.2LED显示电路
LED显示电路由三个七段数码管和三个74LS48芯片组成的驱动电路组成。
图3
a.七段数码管
引脚图:
图4
数码管使用条件:
a.段及小数点上加限流电阻
b.使用电压:
段:
根据发光颜色决定;小数点:
根据发光颜色决定
c.使用电流:
静态:
总电流80mA(每段10mA);动态:
平均电流4-5mA峰值电流100mA
d.数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角;
e.焊接温度:
260度;焊接时间:
5S
f.表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。
真值表:
驱动电路;
驱动电路由三个74LS48组成的集成电路。
对于74LS48,接触过的人并不会感到陌生,因为他是常用的驱动Led的芯片。
74LS48引脚图
74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端外,7448还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI),以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出(BI/RBO)端。
-全文完-
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