"数字跑表设计技术——燕山大学课程设计"

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本课程设计旨在设计开发一个数字跑表,旨在通过对数字电路设计和技术的综合运用,实现一个能够精准计时和记录时间的跑表。在设计过程中,将结合数字电路和计时原理,通过自主设计和实验验证,完成一个全功能的数字跑表系统。设计过程中将主要涉及到数字逻辑电路设计、计时器设计、LCD显示模块的应用、按键输入等技术。通过本课程设计,将提高学生的综合设计和实践能力,同时也将加深对数字电路设计和计时原理的理解和掌握。 首先,在设计数字跑表时,需要了解数字电路设计的基本原理和方法。通过学习数字逻辑电路设计的相关知识,能够理解数字电路的工作原理和逻辑运算,为后续的跑表设计奠定基础。在设计数字跑表的过程中,需要考虑逻辑门的组合和连接,确保跑表的各个功能模块能够协同工作,实现准确计时和显示。 其次,跑表的计时功能是设计的核心。通过设计计时器电路,能够实现对时间的准确计算和记录。在实际的运用中,要保证计时器的准确性和稳定性,避免时间误差和不稳定的情况发生。通过对计时器电路的设计和优化,可以提高跑表的性能和可靠性,使其更适合实际使用。 另外,跑表的显示模块也是设计的重点之一。通过LCD显示模块的应用,可以方便地将计时结果显示在屏幕上,使用户能够快速、清晰地获取信息。在LCD显示模块的选型和应用过程中,需要考虑显示效果、显示内容和功耗等方面的因素,确保跑表的显示能够满足用户的需求,并保证电池的使用寿命。 最后,在跑表的操作方面,设计按键输入功能是必不可少的。通过设计按键输入模块,可以实现对跑表功能的控制和操作,让用户能够方便地使用跑表并实现各种功能。在按键输入模块的设计中,需要考虑按键的布局、触发方式和功能映射,确保用户能够轻松地操作跑表,实现不同功能的切换和调节。 综上所述,通过本课程设计,学生将深入了解数字电路设计和技术的应用,提高自己的综合设计和实践能力。同时,也能够加深对计时原理和数字跑表功能的理解,为将来的研究和工作打下坚实的基础。希望通过本课程设计,能够激发学生的创造力和思维能力,培养他们的工程实践能力和团队合作精神,为未来的工作和学习打下坚实的基础。
2021-04-20 上传
方案设计: 数字跑表的核心部件是计数器,给出合理的时钟脉冲从而实现最低位的计数以及对高位的进位。时序脉冲源由555定时器构成的多谐振荡器,设置特定的参数可以产生频率为100Hz的时序脉冲,为计数器提供时序脉冲,使之进行计数。计数器由3对74LS390双十计数器芯片组成,通过芯片间的连接实现百分秒、秒、分计时电路,量程在00分00.00秒~~59分59.99秒,把小数点后面的两位设计成一百进制的计数器,秒数和分钟数分别设计成60进制的计数器数,计数器输出连接译码器,译码器再连接7位数码管显示的数码管,从左到右分别为分十位,分个位,秒十位,秒个位,百分秒十位,百分秒个位。逻辑门控制构成RS触发器,通过实现电路的通断控制计数器的启动/暂停及清零。 接通电源后,直接显示计时器启动,SW1处于低点平,SW2处于高电平。开关SW2接高电平(上端),电路即开始计时,将开关SW2接低电平(下端),电路就暂停计时,清零开关SW1接高电平(下端),计时清零且停止,显示器显示“0”。这样就实现了数字跑表的各项基本功能。 设计要求: 1. 量程在00分00.00秒~~59分59.99秒即时间以1小时为一个周期; 2. 具有‘分’、‘秒’、‘1/100秒’的十进制数字显示; 3. 要有外部开关,控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时功能; 4. 用7位数码管显示分、秒; 5. 画出部分和整体的电路图,以及元器件及参数选择。 工作原理: 1.利用555计时器构成能产生特定脉冲的多谢振荡器,产生100Hz的脉冲信号,满足数字跑表的脉冲需求; 2.用多功能计数器产生一百进制和六十进制,实现数字跑表的计数功能; 3.利用各种门电路的组合,实现数字跑表的启动、暂停和清零; 4.利用译码器和数码管实现译码及显示功能。 系统框图: Altium Designer画的原理图和PCB图如下: