文档介绍：. EDA 课程期末考察作业题目: 秒表计数器的设计与分析成绩: 学院: 电信学院班级: 10 电信专 1 课程: EDA 编号: 05 学号: 100921031 、 100921013 姓名: 刘懋镇、汪泽军教师: 过继红二零一二年十二月. 数字式秒表正文第一章系统概述该数字式秒表电路的工作原理: 由方波信号发生器产生稳定的高频脉冲信号, 经分频电路输出标准的 10Hz 脉冲信号, 作为 100 毫秒的计时脉冲。 100 毫秒计数器计满 10 后,向秒计数器产生进位脉冲。计数器的输出经显示译码器译码后送显示器显示。该电路设置两个控制键"A","B"。键A控制电路的清零与启动功能,键B控制电路的暂停与继续功能。 100 毫秒分频电路方波信号发生器暂停/ 继续开始/ 清零秒显示器显示译码器计数器显示器显示译码器计数器. 图数字式秒表电路的结构框图第二章单元电路设计与分析由上图数字式秒表电路的结构框图可知,整个电路由方波信号发生器,分频电路, 计数显示电路, 启停电路与清零电路, 五部分组成。设计时, 计数显示电路组成时间显示电路, 键控部分由于控制各部分电路, 故在单元电路设计分析时省去。故该电路可以分为脉冲信号发生器、分频电路、计数器电路、时间显示电路、控制电路五大单元电路。一、脉冲信号发生器电路设计 1 、振荡器电路设计: 振荡器是数字秒表的核心。振荡的稳定度及频率的精度决定了数字式秒表的精确度,一般来说振荡器的频率越高,计时精度也越高。通常使用的振荡器有门电路组成的多谐振荡器、 555 定时器构成的振荡器、石英晶体组成的多谐振荡器,这三种方案的分析具体如下: (1)、门电路组成的多谐振荡器这种振荡器可选用带 RC 延迟的环形振荡器,其结构如图所示。由于 RS 很小( 100 欧姆), UA 可以视为 G3 门的输入电压。通常 RC 电路产生的延迟时间远远大于门电路本身的传输延迟时间 tpd ,所以分析时间可以忽略 tpd 。另外, A点电压 UA 的变化是决定电路工作状态的关键。 1 11 CR R S G 2 G 1 G 3u O u Iu O1u O2A u A 带 RC 延迟的环形振荡器图门电路多谐振荡器图分析可以得出其周期 T为: . TH OH TH OH 1 2 TH OH TH 2 ln T T U U U U T RC U U U ? ?? ???(2)、 555 定时器构成的振荡器 555 定时器构成的自激振荡器如图 ,其原理为:f≈/ (R1+2*R2)C1 ; VCCOUT U1 555_TIMER_RATED GND DIS RST THR CON TRI VCC5V R1 1kΩ R2 1kΩ VCC 1 C1 390nF C2 390nF 2 3 0 4 图 555 振荡器电路图(3) 石英晶体多谐振荡器石英晶体具有优越的选频性能,将石英晶体引入普通多谐振荡器就能构成具有较高频率稳定性的石英晶体多谐振荡器。因为石英晶体多谐振荡器的振荡频率仅仅取决于石英晶体本身的参数,所以对石英晶体以外的电路元件不要求。其原理图如下: 图石英晶体振荡器图. 在本次设计中我采用了应用比较广泛的 555 构成的振荡器,电路图如下: 运行结果如下: . 接通电源后,电容 C1被充电,6结点的电压升高,当电压上升到 2/ 时, 触发器翻转,输出 VO为低电平,放电管 T导通,电容 C2放电,6结点的电压降低,当电压降低到 1/ 时,触发器翻转,输出 VO为高电平,放电管 T截止。如此反复,输出矩形脉冲。充电时间常数: T1= (R1+R2+R3)C1×Ln2= (R1+R2+R3) 放电时间常数: T2= (R2+R3)C1×Ln2= (R2+R3) 脉冲的频率是: F=1/T1+T2 调节使调节 R3=60K 欧姆,可以计算出频率为 1000Hz 。二、分频电路设计: 我们采用 555 构成的振荡器产生 1000HZ 的矩形脉冲,频率太高,我们必须对其进行分频,才能产生标准的秒信号,我采用的分频方法是两片十进制芯片进行 2级十分频,从而得到频率为 10HZ 的秒信号,我选取芯片 74LS90 电路图如下: . 运行结果如下: 由原理图和运行结果可以看出,我们通过二级十分频,把 1000HZ 的交流信号变为 10HZ 的信号,即得到了标准的秒的信号。三、计数电路设计我们设计的秒表要实现能计时秒的功能,所以要用到三个计数器,我采用了 74LS90 芯片,其中有精度为秒的要十进制,精度为一秒的要十进制, 精度为十秒的要六进制。(1)-9.