电子秒表的设计与制作(4)

武汉理工大学《电工电子》课程设计说明书

图4.2.4 74LS161连接电路图

选择结果：我最终决定选择74LS192作为计数器的芯片因为：

（1）十六进制计数器要转换成为十进制计数器操作困难，电路繁琐，不仅在连接的时候易出差错，还浪费材料，且使用的门电路也比较多，增加了实验过程中的不确定性；

（2）十六进制虽然也有进位端，但不想十进制的那样在1001→0000的过程中输出进位信号，这就给电路最终计数到99.99的时候停止造成了困难

综上所诉，我决定使用十进制芯片作为本次课设的芯片,具体对比可参照仿真结果。

4.3 防抖电路

防抖原理：两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时,输出为1;当键按下时,输出为0。此时即使用按键的机械性能,使按键因弹性抖动而产生瞬

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时断开（抖动跳开B）,中要按键不返回原始状态A,双稳态电路的状态不改变,输出保持为0,不会产生抖动的波形。也就是说,即使B点的电压波形是抖动的,但经双稳态电路之后,其输出为正规的矩形波。这一点通过分析RS触发器的工作过程很容易得到验证。

图4.3.1 防抖电路

4.4 译码显示电路

LED显示管可接受4输入8421BCD编码，因其内部有译码器，所以尤为方便。 可采用74LS47，74LS48，CD4511等集成电路将BCD码译成段码发送给8段发光二极管数码管，当然要选择相匹配的共阴极或共阳极译码驱动器。本设计我们选用74LS47芯片，它是输出低电平有效的七段字形译码器。译码驱动显示单元电路如图

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图4.6 74LS48与数码管连接框图

工作原理：

译码器74LS48通过四个输入端A,B,C,D输入0—15个不同的二进制将其翻译成不同的高低电平组合，从而在数码管上显示出相应的16个不相同的数字符号。本设计最多只需0000—1001九个不同的二进制码元，所以数码管只显示0—9九个数字。

4.5 清零和暂停

对于清零和暂停，我们选择了使用两个开关来控制，其中一个开关控制与脉冲信号同接一个与非门，以此来控制清零端，而另一个开关则在防抖电路控制输入脉冲让电路可以暂停，关于清零和暂停在这里就不多加阐述了。

5 仿真测试和误差分析

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5.1 仿真测试

1.启用proteus，对于我们所需要测试的参数主要是振荡电路输出脉冲周期及脉冲稳定性。

2.从元器件库中调出各种系列的芯片，电容，电感，电阻以及示波器等我们所需要的各种元器件，元器件调出后，认真连接各元件，对元器件的位置进行调整以求电路原理图美观简易，并保存图，使布局比较合理。

3.点击proteus的测试按钮，对电路系统进行测试，观察LED显示时间的变化。

5.2 误差分析

综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的主要误差因素有：元件本身存在误差；焊接时，焊接点存在微小电阻；万用表本身的准确度而造成的系统误差；读数有误差；电源输出电压的不稳定等。

第6章 设计总结与体会

通过这次对电子秒表的设计与制作,让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字式电子计时器的原理与设计方法，要设计一个电路总要先用仿真，仿真成功之后才实际接线的。但是最后制作出来的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，在实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。

通过这次学习，让我对各种电路都有大概的了解并掌握了许多数字电子技术知识，不仅在理论上，而且在动手能力方面得到大大的提高。所以说，坐而言不

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如立于行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会深刻理解。在此次设计的数字式电子计时器过程中，我更进一步地熟悉了芯片的结构、管脚图、功能表及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。而且这些知识是对我们大学生来说十分宝贵的实践经验，是无法在课堂上获得的，是现今社会最重视的同时也是我们最需要提高的部分。总之，我们在本次课程设计中获得了不少的知识和实践经验财富，促进我们能更快乐的去学习。

参考文献

【1】华容茂.电工、电子技术实习与课程设计.北京：电子工业出版社，2000. 【2】何金茂.数字电子技术导论.西安: 西安交通大学出版社，2007. 【3】阎 石.数字电子技术基础.北京: 高等教育出版社，1989.

【4】谢自美.电子线路设计·实验·测试.武汉: 华中科技大学出版社，2006. 【5】汤继华.常用集成芯片使用.北京: 北京理工大学出版社，1995.

【6】张乃国.电子测量.北京: 人民邮电出版社，1985.

【7】[Invert transformer design for high frequency X-ray machine based on PWM controller SG 3525].

作者: Yu, Xue-fei; Li, Zhe

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