电子秒表电路设计与制作实习报告

电子技术课程设计实习报告

电气学院

学生姓名：

学号：

专业班级：

实验项目：电子秒表电路设计制作

试验时间：

小组其他成员：

实验指导老师：

电子秒表电路设计制作

一．实验目的：

1 学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。

2 学习电子秒表的调试方法。

二．设备及器件：

实验室借用仪器

三．小组分工电路设计工作：布线工作：

电路焊接：

电路调试：

四：基本原理

1.芯片引脚图

二-五-十进制异步加计数器

四2输入与非门

七段译码器

555定时器2.基本RS触发器

如图所示为集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。

它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。

K 2、K

1

接电平开关，不工作时置1。当K

2

置0、K

1

置1，则门1输出Q=1，

门2输出Q=0，K

2再置1、K

1

置1，Q、Q状态不变，K

2

仍置1、K

1

置0，则Q

由0变为1，门5开启，为计数器启动作好准备，Q由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。

K 1置0秒表清零并开始计时，K

2

置0秒表停止计时。基本RS触发器在电子秒表

中的职能是启动和停止秒表工作

3.单稳态触发器

图为集成与非门构成的微分型单稳态触发器，各点波形如图2所示。

单稳态触发器的输入触发负脉冲信号u i由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲u

ｏ

通过非门加到计数器的清除端R。

静态时，门4应处于截止状态（输出为高电平），故电阻R必须小于门的关门电阻R off。定时元件RC取值不同，输出脉冲宽度也不同。当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的R P和C P。

单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。当其输出为低电平时，使各计数芯片（3片74LS90）的R的输入为高电平（经过了反相器），完成计数器的复位，由于采用单稳态触发电路，R端的高电平维持时间即为暂态维持时间，暂态结束后便进入正常计时状态。

图2 各点波形

4.时钟发生器

图为555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。

调节电位器R W，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波形信号，当基本RS 触发器Q＝1时，门5开启，此时50HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计

数器1#的计数输入端CP0。

5.计数及译码显示

图为二－五－十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元。其中计数器74LS90 1#片接成五进制形式，对频率为50HZ的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q3取得周期为0.1S的矩形脉冲，作为计数器74LS90 2#片的时钟输入。计数器74LS90 2#片及计数器74LS90 3#片接成8421码十进制形成，其输出端与数字电路实验箱中译码显示部分的相应输入端连接，可显示0.1～9.9S计时。

集成异步计数器74LS90是异步二一五一十进制加法计数器，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。其功能表如表1所示，引脚排列见附录。

表1

通过不同的连接方式，74LS90可以实现4种不同的逻辑功能，而且还可借助R0A、R0B对计数器清零，借助S9A、S9B将计数器置9。其具体功能详述如下：

（1）计数脉冲从CP0输入，Q0作为输出端，为二进制计数器。

（2）计数脉冲从CP1输入，Q3Q2Q1作为输出端，为异步五进制加法计数器。

（3）若将CP1和Q0相连，计数脉冲由CP0输入，Q3Q2Q1Q0作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。

（4）若将CP0与Q3相连，计数脉冲CP1输入，Q0Q3Q2Q1作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。

（5）清零、置9功能。

①异步清零：当R0A、R0B均为“1”；S9A、S9B中有“0”时，实现异步清零功能。

②置9功能：当S9A、S9B均为“1”；R0A、R0B中有“0时”，实现置9功能。

五．设计内容：

由于电路中使用器件较多，焊接前必须合理安排各器件在面包板上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。

接线和调试时，应将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器、译码显示电路等逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试电子秒表整个电路的功能。这样的模块化测试方法有利于检查和排除故障，是调试电路的常用方法。

六．测试：

1.单稳态触发器的测试：

（1）静态测试：用数字万用表测量A、B、D、F各点电位值，记录之。

Va=2.06V Vb=0.15V Vd=0.11V Vf=4.68V

（2）动态测试：

输入端接1KHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘D点（u D、）F点（u0）波形，如果觉得单稳输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容C（如改为0.1μF）待测试完毕，再恢复4700PF。

2.时钟发生器的测试

八．排线过程

九．．

十．心得体会

通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！无论做什么事情，都必须培养严谨，认真，善思的工作作风。时间很快，这两周的课程设计，先不说其他，就天气而言，确实很艰苦。一周已忙碌过去，实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。