课程设计任务书-数字秒表.doc

课程设计任务书
数字秒表的设计
要求：（1）5V电源供电。
（2）数码管显示时间范围为：0~59秒。
（3）可自动复位和手动复位，能实现手动调整时间。

一、 设计任务
1、 设计题目：数字秒表的设计
设计要求：（1）5V电源供电。
（2）数码管显示时间范围为：0~59秒。
2、 （3）可自动复位和手动复位，能实现手动调整时间。
二、 设计方案：
1、方框图：

功能说明：
此电路是由8421码十进制计数电路，译码电路，数码显示电路，自动脉冲产生电路与门电路，手动复位电路，手动脉冲产生电路和电源电路八部分组成。
数字秒表电路是利用8421码十进制计数电路的计数功能，同时利用译码驱动电路，驱动数码显示电路发光显示数字。其中，自动脉冲产生电路同与门电路组合可以实现0~59的循环计数，手动脉冲产生电路同与门电路组合可以选择0~59的任意数值，手动复位电路实现手动清零。
三、 电路设计与分析
1、8421码十进制计数电路和与门电路，自动脉冲产生电路，手动脉冲产生电路，自动脉冲产生电路及手动复位电路。
A、8421码十进制计数电路采用集成异步十进制计数器74LS90。74LS90是二一五一十进制计数器，将输入时钟脉冲CLK接于CLK0端，并将CLK1端与Q0端相连，便构成8421码集成异步十进制计数器。74LS90的逻辑图如下：

二一五一十进制计数器74LS90逻辑图
集成异步十进制计数器74LS90的电路图如下：

74LS90的功能表如下：

数学分析：
（1） 列出逻辑方程组
① 列出时钟信号的逻辑表达式
CLK1=Q0 ； CLK2=Q2 ； CLK0=CLK
② 激励方程组
L0=K0=1 ； J1=+ ；K1=1 ; J2=J1=1 ; J3= ; K3=1
③

（2） 列出状态表：

B、秒表的个位是通过将该位计数器的Q3与十位计数器的CLK0相连实现逢9向十位进1的逻辑功能。
C、秒表的十位通过将计数器的Q1、Q2相连和MR1，MR2相连，实现逢6清零的功能（祥见 74LS90功能表），其中的与门电路用74LS08实现，其内部逻辑图如下所示：

D、自动脉冲产生电路由函数信号发生器给出，可以实现0~59的循环计数。
E、手动脉冲产生电路可以选择0~59的任意数值，其电路图如下所示：
每按下开关就有一个脉冲产生，C2起防抖作用。

F、手动复位电路可以实现手动清零，其电路图如下所示：
当按下开关时个位和十位制零。

3、 译码驱动电路和数码显示电路
译码驱动电路采用74LS47译码器，数码显示电路采用七段码共阳数码官，两者组成了七段显示驱动器，其电路图如下所示：

译码驱动电路的设计需要用一只数码管的基本单位是PN结，加正向电压时，就能发出清晰的光线。单个PN结可以封装成发光二极管，多个PN结可以组成分段时封装半导体数码管。
半导体数码管将十进制数码分成七段，每段为一个发光二极管。在共阳极半导体数码管的七段输入引脚上分别接入相应的高低电平，观察数码管所显示的十进制数，并观察各段的亮暗关系。电阻起到限流的作用。
8421 BCD码 二一十进制译码器真值表

输入8421代码
输出对应段亮暗
显示字型
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g

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4、 电源电路
此电路由直流稳压电源给出+5V电压。
四、 整机电路图与防真波形图
电路总体设计图：

五、
1、 焊接（或插接）调试及性能检测
首先，对元件进行合理布局，然后按照原理图连接各元气件，连接导线按块进行。焊接完毕后，通电进行调试。
调试，观察手动脉冲产生电路，自动脉冲产生电路和手动复位电路能否均正常工作。若不能正常工作，需根据电路原理分析非电路进行检查维修，直到电路能够正常工作为止。
2、 性能指标测量记录
在调试过程中，通过测量，电路中各个元器件的性能指标均合格。
3、 元器件清单：
74LS47七段译码器 2个
74LS90十进制计数器 2个
数码管 2个
74LS08与门 1个
按钮2个
电解电容10μF/25V 1个
无极电容：82PF 1个
电阻：200Ω 14个，10KΩ 2个 二极管 2个
六、 总结
通过本次课程设计，我们对数字秒表电路的工作原理有了较深入的认识和了解。经过多次通电调试及维修，实现了电路的手动复位，手动调整时间和自动计数功能。
整个设计工作包括设计方案的制定，电路分析与设计，整机电路图的制定及仿真和焊接调试及性能检测，此过程的关键在于确定核心元器件，同时对各元件的内部结构及工作原理有一个较为深入的了解，并且注意分析单元电路的工作原理。特别的要注意元器件及元器件之间各管脚的连接关系，防止漏连或错连。
第五章 个人小结
5．1总结和设计制作感受
课程设计是毕业设计的预演，使我们有机会尝试设计一套完整的系统，也时我们了解了设计工作的基本流程和设计的方法以及理念。
在这次课程设计过程中，我在有了专业知识的情况又对原来的设计从新考虑研究。。使我把书本上的知识用于实践之中，也更清晰明了的掌握了这些知识，并在这过程中学到了很多东西,得到了极大锻炼。例如新学的软件ADAMS用以分析力的关系这些都是对我们以后的毕业设计以及今后的工作都是有好处的。在设计中遇到许多困难和挫折，但经过组员的共同努力，不畏困苦，面对挫折，一步步的走向成功，这些都是我在本次课程设计过程中的巨大收获。
在设计过程中为了弄清原理，完成预先设定的工作，将机器人、论文、图纸、PPT、SolidWorks、ADAMS作品专业化、正规化，我们不断学习、研究。自学了许多相关学科的相关内容，求教了多位专业老师，上网或查阅大量相关资料，寻求相关比赛及机器人的信息。在学习的过程中我越发觉得机械是一门精准、系统、经验化的学科，容不得半点偏差，要花大量的时间耐心虚心学习。在机器人的制作过程中我不断领悟机械学科及行业的精髓。对本专业产生了较大兴趣，激发了学习热情，同时也使我对机械行业产生了兴趣。在本次课程设计过程中也培养了我自学能力，这是当今社会所需人才终身学习的必备素质！
在现在的企业中越来越强调团队合作，这次设计过程中每次方案的确定都与同伴有很长的讨论，不同意见随时都会出现，想法各不相同，但最终都能统一意见，团结一致，协作互助，取得好的结果。这种集体意识、团队精神是我们成功的保证，也是又一大收获！而这一收获对于即将走向社会的大学生有着很大意义。

我们最近做了课程设计，经过这么长时间的辛苦的劳作，我们终于完成了各自的课程设计！在这个设计的过程中，我了解到很多我平常不了解的东西！
1.学习是没有止境的。在做这个课程设计之前，我们没有接触PSPICE，以为这个课题非常难。但是在完成这个设计的时候，可以正确地使用了。
      2.多和同学讨论。我们在做课程设计的工程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向。讨论不仅是一些思想的问题，他还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的人处理问题要快一些。
      3.多改变自己设计的方法。在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。
 其实任意一次实践都是在检验自己学习的水平，也是让自己再提高一下水平，除非你已经不再做这方面的事情了。

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