课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：电子秒表课程设计起止日期：2011/5/30—6/5指导教师：数字电路以其便捷、稳定，高效的优点在现代电子技术中占有越来越重要的地位。
随着集成技术的进一步提高，各种数字电子新技术的出现和应用，新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本。
尤其现代电子中秒表分类众多，且更是有很大的运用，如机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。
本次课程设计的是电子秒表，现代秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确，人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。
秒表的设计是由555芯片，及相关芯片提供的，能够能产生分计数、秒计数、0.1秒计数，这将会更精确。
本设计是以555定时器为核心，以分频、计数与译码显示模块为主要构成部分的电子秒表的设计方案，充分利用数字电路的计数、译码、显示的优良特性，使整个设计达到了比较满意的效果。
基本电路主要有时钟脉冲产生电路、分频电路、计数与译码电路（包括显示电路）、开关按钮电路。
所设计的电子秒表达到了设计要求的各项指标，并且在这个基础上进行了功能扩展，系统具有随时启动、停止以及清零功能。
这次设计中不但对以前的知识进行巩固，而且学会了更多的新知识，提高思维、强化动手能力，能够更好地适应和走上工作岗位，为以后的就业打下一定的基础。
一．总体设计思路 (4)1.1 设计功能 (4)1.2 总体电路图 (4)二．单元电路设计描述 (5)2.1 多谐振荡电路 (5)2.2 分频计数电路 (6)2.3 译码显示电路 (8)2.4 启动及清零复位电路 (10)三．个人总结 (12)四．参考文献 (13)一．总体设计思路本数字电子秒表设计由启动及清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成。
总体框架如下图所示：1.1 设计功能（1）555多谐振荡电路模块利用555定时器实现的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为50HZ。
（2）分频计数电路模块利用74LS290将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行分频，形成分计数、秒计数、0.1秒计数。
（3）译码显示电路模块构成显示译码电路，计数器实现了对时间的累计以 8421BCD码形式输出，用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示。
（4）启动及清零复位电路模块使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。
1.2 总体电路图按照设计要求，设计出其能满足相关秒表的功能的电路图。
电路图如 1.2-1所示下：图1.2-1见附录如总图所示，555构成的多谐振荡电路通过电阻、电容合理取值后，能产生50HZ的脉冲，由于我们需要周期为0.1S的脉冲信号，所以经过74LS290计数器构成的五进制计数器后，能得到合适的脉冲信号。
将信号通过Q3输出进入0.1秒计数器中，在经过正确的连接秒、分计数器后能实现相应的电子秒表功能。
再将74LS290计数器与相应的CC4511及LED显示管连接，则通过显示管正确的显示出计数。
其中基本RS触发器及相关器件来实现启动与清零的功能。
二．单元电路设计描述2.1 多谐振荡电路能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。
多谐振荡器一旦起振后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此又叫做无稳态电路，常用来做脉冲信号源。
1.555定时器介绍①555定时器引脚排列及功能表图2.1-1 555定时器引脚排列它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端V SS或接地，一般情况下接地。
8脚：外接电源V CC，双极型时基电路V CC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路V CC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
3脚：输出端Vo2脚：TL低触发端6脚：TH高触发端4脚：DR是直接清零端。
当DR端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：V C为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
②555定时器电路的功能表在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A 1、A 2基准电压分别为CCCC V 31,V 32的情况下，555时基电路的功能表如下表所示：表2.1-22. 555定时器构成多谐振荡器电路图如图2.1-3所示：图2.1-3这是利用555定时器构成占空比可调的多谐振荡器，当,7.011C RT=CRT327.0=其占空比q=)(211T T T+=)(311RR R+ 当R R31=时，q=0.5，v 0就成为对称的矩形波，能输出50HZ 的信号。
2.2 分频计数电路通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到十分频等不同频率的信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。
1. CT74LS290计数器介绍 ①CT74LS290引脚功能介绍图2.2-1 CT74LS290引脚排列12、13脚:异步置0端1、3脚：异步置9端9脚：二进制计数器输出端4、5、8脚：五进制计数器输出端10脚：二进制计数器的计数脉冲输入端11脚：五进制计数器的计数脉冲输入端②CT74LS290计时器的功能表表2.2-22、CT74LS290构成的分频计数电路图如下所示五进制计数电路图由于多谐振荡器提供的时钟脉冲频率过高，必须要分频，因此设计出将74LS290连成五进制计数器，实现将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行分频，输出周期0.1S的矩形脉冲信号。
以便形成分计数、秒计数、0.1秒计数。
十进制计数电路图由于已经有了周期为0.1S的矩形脉冲信号，则再利用74LS290连成十进制计数器，形成分计数、0.1秒计数的功能。
六十进制计数电路图由于已经有了周期为0.1S的矩形脉冲信号，则再利用74LS290连成十进制计数器，形成秒计数的功能2.3 译码显示电路1、CC4511的介绍①CC4511的引脚功能介绍图2.3-1 CC4511的引脚排列A. B.C. D~ BCD 码输入端a.b.c.d.e.f.g ~译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。
—测试输入端, =“0”时，译码输出全为“1”一消隐输入端, =“0”时，译码输出全为“0”LE—锁定端， =“1”时，译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在 =0时的数值， =0为正常译码。
②CC4511功能表内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段串入限流电阻即可工作。
译2、LED数码管一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每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2~2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。
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。
图2.3-3 LED数码管引脚图3、译码显示电路图如下所示：图2.3-4 译码显示电路图计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，并用驱动译码电路转化为相应的逻辑代码，再用七段译码显示器把译码驱动电路输出的逻辑代码转换为相应的数字显示。
2.4 启动及清零复位电路1．使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。
相应电路图如3.4-1所示数电设计图2.4-12．单稳态触发电路单稳态电路是常见的脉冲整形和延时电路，一般作固定脉冲宽度整形。
其功能特点是：①电路有一个稳态，一个暂态②在外来触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂态③暂态是一个不能长久保持的状态，由于电路持续时间取决于参数的选择，经过时间后，电路会自动返回到稳态。
相应电路图如2.4-2所示：图2.4-2电子秒表设计三．个人总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.本次我们数字电子技术课程设计的主题是用数字电路的知识结合分频电路与时钟计数器的原理，设计一个电子秒表。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，比如说如何实现0.1S 的矩形脉冲、如何设计分计数，秒计数，0.1S计数、如何设计合理的多谐振荡电路等等。
最终在经过我和其他同学共同讨论及向老师请教后，终于完成了这次电子秒表的设计。
通过这一周的学习，我感觉有很大的收获：（1）通过这次课程设计使自己对课本上的知识可以应用于实际，使理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时也锻练了我个人的动手能力。
（2）加强同学之间的交流是十分重要的，往往无论多大的困难，通过和同学们的讨论和查阅相关资料最终得到解决。
（3）无论做什么事，我们都要有一个清晰的思路，只有按照相关思路的步骤进行，最终会取得成功。
同时这次课程设计对我们学习生涯和实际生活也有很大的意义。
数电设计四．参考文献1. 阎石。
数字电子技术基础(第4版) 北京：高等教育出版社1998.122．王永军，李景华.数字逻辑与数字系统（第 3 版）.北京：电子工业出版社，2005.2。