1.設計任務
(1)比較設計方案，選擇設計方案；
(2)完成單元電路的設計和主要元件的描述；
(3)安裝各單元電路要求布線整齊美觀；
(4)撰寫課程設計報告文檔。
2.設計要求
(1)設計制作符合要求的電子秒表；
(2)秒表由6位7段LED顯示屏顯示，其中有兩個顯示點和四個顯示點。
秒，其中顯示的分辨率為0.01秒；
(3)最大時間99分59秒；
(4)計時誤差不得超過0.065438±0秒；
(5)具有自動復位、開始計時、暫停計時、繼續計時等控制功能；
(6)控制操作按鈕的數量不得超過2個。
3.改進零件
3.1安裝自己設計的電路。
(1)檢查組件
(2)組裝電路:根據設計的電路，將元件插入面包板或焊接在通用板上。焊接後對照電路圖仔細檢查，是否有接錯、短接、虛焊現象。
3.2.通電模式
(1)通電測試:測量已安裝電路板的參數和工作狀態，為調整電路提供依據。
(2)通電調試:經過反復調整和測量，電路性能符合要求。
3.3編寫調試報告
課程設計說明書的寫作格式
參考文件《課程設計說明書寫作格式》。
4.參考資料
1，《數字電子技術導論》，何金茂主編，交通大學。
2.《數字電子技術基礎》康主編高等教育出版社。
3.數字電子技術高等教育出版社。楊誌忠主編
二。方案演示
2.1.方案選擇
通過對設計要求的分析，應用數字電子電路的知識繪制原理圖。檢查後，在EWB中對原理圖進行仿真。經過驗證，可以考慮什麽方案來實現設計電路。我們可以根據原理圖在通用板上焊接實現所設計的電路；也可以在PROTEL中畫出原理圖，通過制作PCB板，進行布線，實現設計的電路；所設計的電路也可以通過在面包板上插線來實現。因為我們只在店裏買通用板，所以用通用板布線。
2.2分析電路的整體功能和結構
這個電路的目標是設計壹個數字秒表。如圖2.1所示，數字秒表電路系統由主電路和擴展電路兩部分組成。主電路完成計數功能，控制電路完成控制的擴展功能。通過所設計的電路，將實現具有清零、啟動、暫停和繼續控制功能的計時數字秒表。
根據電路的要求，可以描述電路的整體結構框圖(如圖2.2所示):
圖2.2多功能數字秒表系統組成框圖
設計各部分中使用的設備名稱如下:
時鐘信號:555組成的多諧振蕩器。
櫃臺:74LS190
閂鎖:CT74LS373
解碼器:CT74LS47
顯示:BS201
555構成的多諧振蕩器簡介
3.1.555和RC組成多諧振蕩器。
門電路構成的多諧振蕩器雖然電路形式多樣，但無壹例外都具有以下特點。首先，電路包含開關器件，如門電路、電壓比較器、BJT等。這些設備主要用於產生高電平和低電平；其次是反饋網絡，將輸出電壓適當反饋到開關器件，改變輸出狀態；另外還有壹個延時環節，可以利用RC電路的充放電特性來實現，以獲得所需的振蕩頻率。在許多實際電路中，反饋網絡具有延時功能。圖3.1.1是壹個最簡單的多諧振蕩器。
3.2振蕩周期的計算
在振蕩過程中，電路狀態的切換主要取決於電容的充放電時間，切換時間取決於的值。根據上述分析得到的電路在狀態轉換過程中的幾個特征值，可以計算出周期T。
四款芯片簡介
4.1 74LS190
74LS190是典型的集成同步十進制加減計數器。在圖中，LD是異步的。
設置數字控制端子，~ CT是計數控制端子，D0-D3是並行數據輸入端子，Q0-Q3是輸出端子，~ U/D是加減計數控制端子。CO/BO是進位/借位輸出。(RC)是行波時鐘的輸出端。CT74LS190沒有專門的零輸入端，但是可以借助數據D3D1D0 = 0000實現計數器的零功能。
74LS190的管腳圖和菜單如下圖所示。
4.1.1.74 ls 190引腳圖
表4.1.1.74 ls 190菜單
輸入輸出
CP R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)qaqbcqd
x 1 1 0X 0 0 0 0
1 1X 0 0 0 0 0
XX 1 1 1 0 0 1
↓X 0X 0
數數
0X 0X
0XX 0
x 0X
(1)異步數字設置功能:當~ LD = 0時，無論是否有脈沖CP或其他信號輸入，都並行輸入數字。
根據d3-d0，放入計數器對應的觸發器，此時Q3Q2Q1Q0 = D3D1D0。
(2)計數函數:CT = 0，LD = 1。當~ U/D = 0時，在CP脈沖上升沿的作用下，進行。
十進制加法計數。當~ U/D = 1時，在CP脈沖上升沿的作用下，進行減法計數。
(3)保持功能:當~ CT = ~ LD = 1時，計數器保持不變。
4.2 CT74373
閂鎖的示意圖如下
圖4.2.1閂鎖示意圖
c是鎖存信號的輸入端，D是數據輸入端，Q和Qo是互補數據輸出端。當C=0時，G2阻塞，輸出0，G3阻塞，輸出1。G5輸出Q=D和Qo=Do(D和Do是互補數據)。當C從0變化到1時，分兩種情況討論:壹、當C從0變化到1，Qo=1，Q=0時，G2被阻塞，因為G3的兩個輸入都是1，所以它的輸出是0。G4門也被堵住了。G2門的輸出Qo=1。原始狀態不會改變。其次，當C從0變為1時，Qo=0，Q=1。如果G2門的兩個輸入都是1，則輸出Qo=0，使得Q=1。d無論是0還是1都不改變原來的狀態。基於以上分析可以看出，當C=0，Q=D時，電路不鎖存數據，相當於壹個緩沖器。當C=1時，d不影響電路狀態。當c從0變為1時，數據d被鎖定並保持。直到c從1變為0。
圖4 . 2 . 2 CT 74ls 373的引腳圖
CT74LS373是典型的8位鎖存器，OC由三態輸出控制，低電平有效。即電平低時輸入數據可到達輸出端，電平高時8路輸出均為高阻態，C為鎖存器的鎖存控制輸入端。C的下降沿鎖存數據並保持低電平，但不鎖存高電平，輸入數據直奔輸出端。每個鎖存器只有壹個同相輸出，沒有互補輸出。符號中輸出和輸入端子引線上標記的數字是芯片上端子的管腳號。
表4.2.1 CT74373菜單:
輸入輸出
OCCDQ
LHHH
LHLL
LLXQo
HXXZ
表中1和2行表示當OC為低電平，C為高電平時，Q隨D變化，第三行表示OC和C均為低電平Q，保持原態QO不變。第四行表示當OC為高電平時，輸出Q為高電平配置Z。
4.3 74LS47
圖4.3.1 74LS47引腳
1引腳:二進制集輸入端；2腳:使能端；
3針:五位設定端子輸入；4引腳:輸出
5英尺:輸出；6英尺:使能端；針腳7:接地端子
8針:輸出端；9針:輸出端；10引腳:二進制時鐘信號；11引腳:五進制時鐘信號；12引腳:二進制復位輸入；13 pin:五位復位輸入；14引腳:接電源。
表4.3.1 74LS47菜單
4.4顯示解碼器
現在很多電器都有顯示十進制字符的字符顯示器，以便直觀地顯示電器的運行數據。目前，廣泛使用的字符顯示器是七段字符顯示器，或七段數碼管。常見的七段數碼管有兩種:液晶顯示數碼管和半導體數碼管。
液晶顯示數碼管是利用液晶材料的透明度或顯示的顏色受外加電場控制的特性制成的，簡稱LCD。
半導體數碼管由七個發光二極管組成。圖4.4.1是LED引腳及其等效電路。
圖4.4.1 (a)LED引腳及其等效電路。
LED產品有很多種，陰極電路和陽極電路如圖4.4.1(b)和(c)所示。常用的數字顯示器有BS201和BS202。
為了驅動LED正常顯示十進制數的十個字符，必須在LED前面連接壹個顯示解碼器。
顯示解碼器可以實現的邏輯功能是將輸入的8421BCD碼轉換成驅動LED發光的高低電平信號，驅動LED顯示不同的十進制字符。我們來討論壹下顯示解碼器的組成。
因為顯示解碼器可以驅動LED顯示從0到9的十個數字字符，而這十個數字字符對應高、低電平的十種組合狀態，所以必須用四個二進制數字來描述高、低電平的十種組合狀態。根據LED發光的特點，可以得到描述顯示解碼器邏輯功能的真值表，如表4.4.1所示。
表4.4.1給出了解碼器邏輯功能的真值表。
4.4.2七段數字顯示的發光段組
4.5四個2輸入與非門74LS00
圖4.5.1 74LS00引腳圖
上圖中，1，2，3組成與非門，其中1，2為輸入，3為輸出。4，5和6組成與非門，其中4，5是輸入，6是輸出。8，9和10組成與非門，其中9，10為輸入，8為輸出。11、12和13構成與非門，其中12和13為輸入，11為輸出。
4.6 42輸入與門74LS08
五設計示意圖
十進制
接線時按照原理圖的引腳連接所有芯片，連接時小心短路。
正方晶系
不及物動詞安裝過程
6.1安裝工具
烙鐵1、松香1盒、焊錫1線圈、剝線鉗1、尖嘴鉗1、電工刀1、數字萬用表1、鑷子1。
6.2.具體安裝步驟
(1)首先要搞清楚萬用板的結構原理，區分各插孔是否為等位；
(2)其次，合理安排集成塊和部件的位置，盡可能保持在同壹條直線上。
(3)註意導體的切割，切割導體的絕緣層。要求切割後的芯線長度必須滿足連接的需要，不能過長或過短，不能損傷芯線。為了剪線美觀又不燙，用剝線器或者電工刀剪。具體操作方法如下:根據需要的連接長度，用鉗頭的刃口輕輕切開絕緣層，左手捏住導線，右手適當用力，使端部絕緣層與芯線分離。使用電工刀時，刀刃與電線成45度角切入塑料絕緣層。
(4)電線的排列和布線應整齊，不交叉。要求導線豎直橫平，盡量減少懸線的存在。這有助於順利調整和測試。接線的具體方法和步驟如下:為了盡量避免錯誤，接線要按照元器件的排列順序依次進行，同壹元器件可以按照管腳的順序依次接線。
6.3.安裝註意事項
(1)安裝應接觸良好，以保證壹定的電流能穩定可靠地在安裝的元件之間通過。
(2)應避免部件損壞。垂直插拔組件以避免不必要的機械損壞。
(3)安裝時，必須使用絕緣良好的絕緣導線，接線時應取元件間的距離。連接時，線與線之間的交集應盡可能少。
7.調試和測試
7.1調試前檢測
電子安裝完成後，通常不宜急於通電，先仔細檢查。檢查內容包括:
(1)連接是否正確？
通常有兩種檢測方法:
A.根據接線圖，依次檢查各部件。
這種方法的特點是將安裝好的線路按壹定的順序壹條壹條的檢查，按照管腳的順序依次檢查同壹個元件。所以比起效果來說，更容易找出錯線和漏線。
B.根據實際線路對照原理圖檢查線路。
這是壹種以元件為中心的線路檢查方法。找出每個元件引腳的連接壹次，並檢查每個位置是否存在於電路圖上。這種方法不僅可以找出錯行和漏行，而且可以很容易地找出多行。
為了防止出錯，應在電路圖上標出檢查過的導線，最好用指針式萬用表“歐姆1”檔或用數字萬用表“二極管”檔的蜂鳴器測量元件針腳，這樣可以同時發現接觸不良。
(2)部件的安裝
檢查元件引腳之間是否短路；接頭處是否接觸不良；二極管的極性和集成元件的引腳是否接錯。
(3)電源和信號源連接是否正確。
(4)電源端子與地之間是否短路。
註意:通電前，斷開電源線，用萬用表檢查電源端子與地之間是否短路。電路通過上述檢查，確認無誤，即可轉入調試。
7.2帶電觀測
將精確測量的電源連接到電路。觀察有無異常現象，包括有無冒煙、有無異味、觸摸裝置是否發熱、電源是否短路等。如有異常，應立即切斷電源，待故障排除後再接通電源。然後測量每個通道的總電壓和器件每個引腳的電源電壓，保證元器件正常工作。
7.3調試中的註意事項
調試結果是否正確，很大程度上受測量精度和準確度的影響。為了保證調試效果，需要減小測量誤差，提高測量精度。為此，我們需要註意以下幾點:
(1)調試前，要熟悉各種儀器的使用方法，並仔細檢查，以免因儀器使用不當或儀器性能不理想而導致測量結果不準確和判斷錯誤。
(2)測量儀器的地線應與被測儀器的地線連接，形成系統的參考地電位，以保證測量結果的準確性。
(3)應正確選擇測點和方法。
(4)調試過程中，自始至終要有嚴謹的科學作風，絕不能急於求成。在調試過程中，不僅要仔細觀察和測量，還要做好記錄，善於分析判斷。千萬不要遇到問題，不會有什麽亂七八糟的目的去改接線，甚至把電路拆了重裝。這樣，不僅解決不了問題，反而會出現更大的故障，甚至損壞元器件和測量儀器。
7.4故障排除
新電路板故障是常有的事，每個學生都必須認真對待。找茬時，首先要耐心細致，切忌馬馬虎虎。同時要開動腦筋，仔細分析判斷。
電路工作時，應先關閉電源，再檢查電路是否有接錯、缺線、斷線、接觸不良、元器件損壞、插錯元器件、接錯插針等情況。可以在萬用表的幫助下進行搜索。
對於壹個完整的系統電路，快速準確地排除故障需要壹定的實際工作經驗。對於初學者來說，首先要仔細分析電路圖，善於將整個電路分解成幾個功能塊，理清各部分的信號傳輸關系和工作原理。然後根據故障現象和相關測試數據，分析並初步確定故障可能發生的部位，再按照上述步驟仔細檢查這部分電路，這樣就能很快找到故障點和故障原因。
8.組件列表
(1)CT 74ls 191-同步十進制計數器(7個)；
(2) CT 74LS08-42輸入與門(2個)；
(3) CT 74LS373-8位鎖存器(3個)；
(4) CT 74LS48-BCD七段解碼器/驅動器(6件)；
(5) CT74L00-42輸入與非門(2塊)；
(6) BS 201-* * *陽極數字顯示管(6支)；
(7) 2個電阻，48kω2的2個電阻，1的2個電阻；
(8)兩個開關和壹個電源VCC+5V；
(9)幾根電線。
(註:部分元件不可用，用功能相近的芯片代替。)
9.經驗
經過幾個星期的努力，課程設計的任務終於完成了。這是我們的第壹次課程設計，讓我知道了很多以前不知道的知識，比如通用板的內部結構，相關芯片的引腳功能等等。在設計中，我們遇到了很多問題，甚至有些問題是以前沒有過的。在同學的幫助和老師的指導下，我們終於克服了那些問題，鍛煉了我們的實踐能力，使我們真正做到了理論與實踐相結合。
在做電路的時候，我深深體會到，在連接電路的時候，壹定要小心，壹定要保證每壹根線都有良好的接觸。當實驗電路出現問題時，要有耐心，壹步壹步檢查。在實驗測試中，要保持冷靜，有條理，遇到問題聯系書本積極思考，記錄實驗數據。
在這個課程設計過程中，我發現光有理論知識是不夠的，還要知道壹些實踐知識。因此，在課程設計的實踐中，要把實驗和課堂教學結合起來，培養理論聯系實際的能力。例如，檢查和排除故障的能力。
這個課程設計也培養了我們小組的合作精神。所謂團結就是力量，這是壹個比較好的解釋。不僅為我以後的課程設計打下了基礎，也培養了我們的合作精神和分析問題的能力。
10.參考
康。電子技術基礎(數字部分)。第四版北京:高等教育出版社，2005。
[2]顏氏。數字電子技術基礎。第四版北京:高等教育出版社，1998。
[2]楊誌忠。數字電子技術。北京:高等教育出版社，2000
張建華。數字電子技術。北京:機械工業出版社，1994。
李亞波。數字電路和系統。北京:電子工業出版社，1998。
[5]陳華榮賈亞瓊。數字電學實驗指導書。湖南:湖南理工學院，2005
謝。電子電路設計-實驗-測試。武漢:華中科技大學出版社，2005
趙亞星。數字電路和FPGA。北京人民郵電出版社，2004
鄧勇鄧斌。數字電路設計完全手冊。國防工業出版社，2004。