秒表设计

黑龙江科技学院
课程设计任务书
一、设计题目：秒表设计
二、设计的主要内容：获得一个精确的100Hz计时脉冲，除此之外，整个秒表还需要一个启动信号和一个归零信号，以便能够随时启动及停止。

秒表有六个输出显示，分别为百分之一秒，十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有6个计数器与之对应，6个个计数器全为BCD码输出，这样便于同时显示译码器的连接。

当计时达60分钟后，蜂鸣器鸣响10声。

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摘要
根据现代化人类的运动和高时间精度的生产需求，设计和开发了进行精确时间管理系统——秒表。

该系统是典型的信息管理系统，基于B/S结构，采用M i c r o s o f t V i s u a l S t u d i o2005为开发工具，核心语言是C#，采用S Q L S e r v e r2000创建数据库。

本系统主将整个计时控制芯片分成5个子模块：键输入子模块,时钟产生子模块,控制子模块,定时计数子模块和显示子模块。

通过需求分析、系统设计、开发、测试等过程，实现了对时间的高度精确的获得，使运动比赛更方便，准确。

关键词：时间管理系统，B/S结构，运动。

第1章秒表系统的概述
1.1秒表的应用
秒表计时器用于体育竞赛及各种要求有较精确时的各领域。

此计时器是用一块专用的芯片，用V H D L语言描述的。

它除开关、时钟和显示功能以外，它还包括1/100s计时器所有的控制和定时功能，其体积小，携带方便。

现代化的高速发展使得人们生产生活所需要的精确器件越多，所以时间上都必须精确，秒表的开发也便得重要起来。

1.2 秒表设计的目的
经过一学期的v h d l语言的学习，为了加深对这门语言的了解与应用。

通过9天的课程设计，利用自己所学的知识和各种相关文献的查阅，选择了秒表的设计的课题，写出相应的代码后，利用M a x p l u sⅡ进行调试、仿真，发现并改正错误，并记录调试成功后的波形图文件。

1.3 秒表的功能
（1）精度应大于1/100s
（2）计时器的最长计时时间为1小时
在一般的短时间计时应用中，1小时应该足够了。

为此需要一个6位显示器，显示最长时间为59分59.99秒。

（3）设置复位和启/停开关
复位开关用来使计时器清0，并作好清0准备。

启/停开关的使用方法与传统的机械计时器相同，即按一下启/停开关，启动计时器开始计时，再按一下启/停开关计时终止。

复位开关可以在任何情况下使用，即使在计时过程中，只要按一下复位开关，计时进程应立即终止，并对计时器清零。

第2章秒表的设计思想
2.1 秒表的设计要求
秒表的逻辑结构比较简单，它主要由、显示译码器、分频器、十进制计数器、报警器和六进制计数器组成。

在整个秒表中最关键是如何获得一个精确的100H z计时脉冲，除此之外，整个秒表还需要一个启动信号和一个归零信号，以便能够随时启动及停止。

秒表有六个输出显示，分别为百分之一秒，十分之一秒、秒、十秒、分、十分，所以共有6个计数器与之对应，6个个计数器全为B C D码输出，这样便于同时显示译码器的连接。

当计时达60分钟后，蜂鸣器鸣响10声。

2.2结构组成：
1、四个十进制计数器：用来分别对百分之一秒、十分之秒、秒和分进行计数；
2、两个6进制计数器：用来分别对十秒何时分进行计数；
3、分频率器：用来产生100H z的计数脉冲；
4、显示译码器：完成对显示译码的控制。

2.3秒表的设计内容与步骤
1、根据电路特点，将此设计电路分成若干模块，规定每个模块的功能和各个模块之间的接口，然后再将各个模块和起来联试。

2、了解软件各元件管理层次含义，以及模块元件之间的连接概念，对不同目录下的统一设计如何融合。

3、适配划分前后的仿真内容有何不同概念，仿真信号对象有何
不同。

4、安适配划分的管脚定位，同相关功能块元件之间的连接概念。

5、所有模块用V H D L语言描述。

第3章秒表的详细设计1．秒表计数：完成时、分、秒的正确计时并且显示所计的数字；对秒、分——60进制计数，即从0到59循环计数，并且在数码管上显示数值。

2．时间设置：手动调节秒表的停止启动，可以对秒表任意启动停止，这样使秒表真正具有使用功能。

我们可以停止一次就记一次数。

3．清零功能：r e s e t为复位键，低电平时实现清零功能，高电平时正常计数。

可以根据我们自己任意时间的复位。

4．蜂鸣器在整点时有报时信号产生，蜂鸣器报警。

产生“滴答.滴答”的报警声音。

第4章秒表的仿真波形图1.分频器波形图
2.十进制计数器波形图
3.六进制计数器波形图
4.报警器波形图
5.数据选择和数码管选择波形图
6.数码管驱动波形图
秒表设计程序：
1.分频器代码：
将 2.5M H z脉冲变成100H z
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2.十进制计数器代码：
原理为加法计数器，计数十时由c o u t进位
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3.六进制计数器代码：
原理为加法计数器，计数六时由c o u t进位。

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u s e i e e e.s t d_l o g i c_1164.a l l;
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4.报警器代码：
当记时到一小时时，报警器报警，并响十声。

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5.数据选择和数码管选择模块代码：
其功能是选择个计数端口来的数据，当相应的数据到来时数据选择器选择器数据后输出给数码管，并由数码管显示。

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6.数码管驱动模块代码：
数码管驱动电路，驱动数码管发光。

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参考文献
[l]《基于Q u a r t u sⅡ的F P G A/C P L D设计》电子工业出版社
[2]《C P L D系统设计技术入门与应用》电子工业出版社
[3]《E D A技术基础》湖南大学出版社
[4]沈明山《E D A技术及可编程器件应用实训》科学出版社
[5]朱正伟《E D A技术及应用》清华大学出版社
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