电子跑表设计
电子跑表设计毕业设计
电子跑表ABSTRACT：Because of its extremely high performance-price ratio, the single-chip computer (SCC) has been paid great attention to ever since it came out in 1970s of 20th Century, and has gained an extensive applicable field and fast development. Among all kinds of SCCs, 51 SCC is the most typical and representative one. This design, adopting 80C51 chip as the core part with some necessary peripheral circuits, is a simple electronic clock which uses 5V DC as the power supply. In hardware aspect, besides the CPU, four seven-segment LED digi-tubes are used for display, which work in a dynamically scanning display mode and driven by 74SL245 chip. The LEDs can accurately indicate hour and minute and two buttons can be used to adjust the time. While in the software aspect, the programming language is assembly language. The whole electronic clock system has functions of time display, adjustment, stopwatch and reset, etc. This design enables me to have greater insight into the basic circuit of SCC, and the basic methods of timer control and interruption programming, so that is a training of my ability of learning, designing and developing software and hardward.KEY WORDS：80C51 LED digi-tubes Electronic clock Stopwatch摘要：单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
fpga跑表课程设计
fpga跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解FPGA的基本原理，掌握跑表设计的基础知识；2. 学会使用硬件描述语言（如VHDL/Verilog）进行FPGA设计；3. 掌握跑表设计的时序逻辑和组合逻辑，并能够运用到实际设计中；4. 了解FPGA设计中时钟信号的重要性，学会合理分配时钟资源。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成FPGA跑表的设计与仿真；2. 培养学生的实际操作能力，提高问题分析和解决能力；3. 学会使用相关软件工具（如Quartus、Vivado等）进行FPGA设计；4. 培养学生的团队协作能力，提高项目完成效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计及FPGA技术的兴趣，激发创新意识；2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的学术道德；3. 引导学生关注社会发展，认识到FPGA技术在现代科技中的重要性；4. 培养学生克服困难的意志，提高面对挑战的自信心。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握FPGA跑表设计的核心知识，提高实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作精神，为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. FPGA基础知识：- FPGA原理与结构；- 硬件描述语言基础（VHDL/Verilog）；- 常用FPGA开发工具介绍。
2. 跑表设计原理：- 跑表功能需求分析；- 时序逻辑与组合逻辑设计；- 时钟信号分配与设计。
3. FPGA跑表设计实践：- 设计流程与方法；- 代码编写与仿真；- FPGA配置与测试。
4. 教学大纲安排：- 第一周：FPGA原理与硬件描述语言基础；- 第二周：跑表设计原理与时序逻辑设计；- 第三周：组合逻辑设计及时钟信号分配；- 第四周：FPGA跑表设计实践与项目指导；- 第五周：项目验收与评价。
教学内容关联教材章节：- 第一章：FPGA原理与结构；- 第二章：硬件描述语言基础；- 第三章：数字电路设计；- 第四章：FPGA设计实例。
数字跑表设计eda课程设计
数字跑表设计eda课程设计摘要：一、引言1.课程背景介绍2.数字跑表设计意义二、数字跑表设计原理1.跑表系统架构2.数字跑表核心模块三、EDA工具介绍1.EDA工具的作用2.EDA工具的选择四、数字跑表设计流程1.设计输入2.设计仿真3.物理布局4.物理验证5.结果分析与优化五、数字跑表设计实践1.设计参数设定2.使用EDA工具进行设计3.设计验证与优化六、数字跑表设计成果与应用1.设计成果展示2.设计实用性分析3.设计前景展望七、总结与展望1.课程学习总结2.数字跑表设计发展趋势正文：一、引言随着科技的飞速发展，电子设计自动化（EDA）技术在电子设计领域中的应用越来越广泛。
数字跑表作为一种实用且具有较高技术含量的电子设备，其设计过程离不开EDA技术的支持。
本课程设计旨在让学生掌握数字跑表的设计方法，熟悉EDA工具的使用，提高实际动手能力和创新能力。
二、数字跑表设计原理数字跑表设计主要包括系统架构设计和核心模块设计两部分。
系统架构设计要求明确整个跑表的组成，包括时钟模块、计数模块、显示模块、控制模块等。
核心模块设计则是针对各个功能模块提出具体的实现方案，如采用何种器件、电路拓扑结构等。
三、EDA工具介绍EDA工具在数字跑表设计过程中发挥着至关重要的作用。
它能帮助设计师快速完成电路设计、仿真、验证及优化等任务。
常见的EDA工具包括原理图编辑器、布图布线工具、仿真器、时序分析工具等。
本课程将使用某款EDA工具进行数字跑表的设计。
四、数字跑表设计流程1.设计输入：根据数字跑表的功能需求，编写设计说明书，明确各个模块的功能、性能参数及接口关系。
2.设计仿真：利用EDA工具进行电路仿真，验证电路的正确性。
3.物理布局：根据电路原理图，进行物理布局设计，考虑器件摆放、连线走向等因素。
4.物理验证：对物理布局进行验证，确保电路符合制程要求。
5.结果分析与优化：分析仿真结果，找出存在的问题，对设计进行优化。
五、数字跑表设计实践1.设计参数设定：根据数字跑表的实际需求，设定各项性能参数，如时钟频率、计数范围等。
电子实验数字跑表
电子科技大学基于FPGA的数字系统设计——数字跑表的设计学生姓名：学号：指导教师：摘要本文利用XILINX-ISE开发软件和XILINX EDA教学实验开发板实现数字跑表的开始、暂停以及复位等功能。
ISE工程利用VHDL语言编写，单模块包含时钟分频进程、始能及清零进程、时钟数据产生进程、位码产生进程和显示进程；分模块设计包含时钟分频模块、控制模块、计数器模块、显示模块。
计时区间00’00’’00到59’59’’99。
课余设计的单模块源程序：library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;---- Uncomment the following library declaration if instantiating---- any Xilinx primitives in this code.--library UNISIM;--use UNISIM.VComponents.all;entity paobiao isPort ( clkin : in STD_LOGIC;enable : in STD_LOGIC;clear : in STD_LOGIC;seg : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);wei : out STD_LOGIC_VECTOR (2 downto 0);enout : out STD_LOGIC);end paobiao;architecture Behavioral of paobiao issignal cnt100: integer range 1 to 240000;signal cnt1k: integer range 1 to 24000;signal clk100: std_logic:='0';signal clk1k : std_logic:='0';signal en: std_logic:='0';signal d1: integer range 0 to 5:=0;signal d2: integer range 0 to 9:=0;signal d3: integer range 0 to 5:=0;signal d4: integer range 0 to 9:=0;signal d5: integer range 0 to 9:=0;signal d6: integer range 0 to 9:=0;signal num: integer range 1 to 6:=1;beginenout<='0';process(clkin)beginif clkin'event and clkin='1' thenif cnt100=240000 thencnt100<=1;clk100<=not clk100;elsecnt100<=cnt100+1;end if;if cnt1k=24000 thencnt1k<=1;clk1k<=not clk1k;elsecnt1k<=cnt1k+1;end if;end if;end process;process(enable,clear)beginif clear='0' thenen<='0';elseif enable'event and enable='1' thenen<=not en;end if;end if;end process;process(clear,d1,d2,d3,d4,d5,d6)beginif clear='0' thend1<=0;d2<=0;d3<=0;d4<=0;d5<=0;d6<=0;-- en<=0;elseif en='1' and clk100'event and clk100='1' then if d6=9 thend6<=0;if d5=9 thend5<=0;if d4=9 thend4<=0;if d3=5 thend3<=0;if d2=9 thend2<=0;if d1=5 thend1<=0;elsed1<=d1+1;end if;elsed2<=d2+1;end if;elsed3<=d3+1;end if;elsed4<=d4+1;end if;elsed5<=d5+1;end if;elsed6<=d6+1;end if;end if;end if;end process;process(num)beginif clk1k'event and clk1k='1' thenif num=6 thennum<=1;elsenum<=num+1;end if;end if;end process;process(num)variable data: integer range 0 to 9;begincase num iswhen 1 => wei<="111";data:=d1;when 2 => wei<="110";data:=d2;when 3 => wei<="100";data:=d3;when 4 => wei<="011";data:=d4;when 5 => wei<="001";data:=d5;when 6 => wei<="000";data:=d6;end case;case data iswhen 0 => seg<="00000011";when 1 => seg<="10011111";when 2 => seg<="00100101";when 3 => seg<="00001101";when 4 => seg<="10011001";when 5 => seg<="01001001";when 6 => seg<="01000001";when 7 => seg<="00011111";when 8 => seg<="00000001";when 9 => seg<="00001001";end case;end process;end Behavioral;管脚分配NET "clkin" LOC = T8;NET "enout" LOC = D7;NET "seg<0>" LOC = C11;NET "seg<1>" LOC = A11;NET "seg<2>" LOC = B12;NET "seg<3>" LOC = A12;NET "seg<4>" LOC = C12;NET "seg<5>" LOC = C13;NET "seg<6>" LOC = A13;NET "seg<7>" LOC = B14;NET "wei<0>" LOC = F8;NET "wei<1>" LOC = D8;NET "wei<2>" LOC = E7;NET "clear" LOC = E4;NET "enable" LOC = G6;课时设计一、系统总体设计指标：1、跑表精度为0.01秒2、跑表计时范围为：1小时3、设置开始计时/停止计时、复位两个按钮4、显示工作方式：用六位BCD七段数码管显示读数。
数字跑表设计.
学号：课程设计题目数字跑表设计学院自动化学院专业班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 数字跑表设计初始条件：1．运用所学的模拟电路和数字电路等知识；2．用到的元件：实验板、电源、连接导线、74系列芯片、555芯片或微处理器等。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．设计一个具有、‘分’、‘秒’、‘1/100秒’的十进制数字显示的计时器。
2．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；3．严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
时间安排：第1天下达课程设计任务书，根据任务书查找资料；第2～4天进行方案论证，软件模拟仿真并确定设计方案；第5天提交电路图，经审查后领取元器件；第6～8天组装电路并调试，检查错误并提出问题；第9～11天结果分析整理，撰写课程设计报告，验收调试结果；第12～14天补充完成课程设计报告和答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录引言 (1)1设计意义及要求 (2)1.1设计意义 (2)1.2设计要求 (2)2方案设计 (3)2.1设计思路 (3)2.2 方案设计 (4)2.2.1设计方案一（个人方案）电路图 (4)2.2.2设计方案二（小组方案）电路图简单说明 (5)2.3方案比较 (6)3部分电路设计 (7)3.1计数单元 (7)3.2开始和暂停单元 (11)3.3清零功能单元 (12)3.4脉冲输出电路 (14)3.5译码及显示电路 (15)4调试与检测 (18)4.1调试中故障及解决办法 (18)4.2 调试与运行结果 (18)5仿真操作步骤及使用说明 (19)结束语 (20)参考文献 (21)附录1 (22)附录2 (23)本科生课程设计成绩评定表........................ 错误！未定义书签。
引言过去的三个世纪,我们经历了第一次工业革命,人类开始进入蒸气时代,第二次工业革命,人类开始进入电气时代并在信息革命资讯革命中达到顶峰。
eda数字跑表课程设计
eda数字跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握数字跑表的工作原理；2. 学生能掌握数字跑表设计中所涉及的电子元件、电路图及编程知识；3. 学生能了解数字跑表在实际应用中的功能与作用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的数字跑表电路；2. 学生能通过编程实现对数字跑表的调试与优化；3. 学生能运用团队协作、问题解决和创新能力，完成数字跑表的设计与制作。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科技的兴趣和热情，增强实践操作的信心；2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 学生认识到科技对社会发展的作用，树立创新意识，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性、综合性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力、创新能力和团队合作能力。
学生特点：六年级学生具有一定的电子知识基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作与探究。
教学要求：教师需引导学生掌握EDA数字跑表的基本知识，注重实践操作，鼓励学生创新与思考，提高学生的问题解决能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保课程目标的达成。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，提高综合素质。
二、教学内容1. 电子设计自动化（EDA）基础理论：- EDA概念及其发展历程；- 数字跑表的基本原理与功能。
2. 数字跑表电路设计：- 常用电子元件的特性与选型；- 电路图绘制及仿真；- 数字跑表电路搭建与调试。
3. 编程与控制：- 编程环境及编程语言介绍；- 数字跑表程序设计；- 程序调试与优化。
4. 实践操作与团队协作：- 分组进行数字跑表设计与制作；- 团队合作、问题解决与创新能力培养；- 实践成果展示与评价。
教材章节关联：本教学内容与教材中“电子设计自动化”、“数字电路设计”和“编程控制”等章节相关。
具体内容包括：- 电子设计自动化：第1章；- 数字电路设计：第3章；- 编程控制：第5章。
数字跑表的设计与仿真
EAST CHINA INSTITUTE OF TECHNOLOGY EDA设计与应用课程设计:数字跑表的设计与仿真学院：机械与电子工程学院专业：电子科学与技术班级：1221402学号：201220140223姓名：杨卡2014年11月一、实验目的:1）进一步学习更复杂的EDA项目设计，更熟练地掌握VHDL语言设计。
2）学习动态数码管的VHDL编程。
3）更加熟练计时显示、进位和校时的编程方法。
二、实验要求：1）设计一个具有、‘分'、‘秒'、‘ 1/100 秒'的十进制数字显示的数字跑表。
2）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。
三、实验内容：1）数字跑表功能：计时精度10ms,计时范围为59分59.99秒。
设置两种模式，模式一：对单个人计数，能实现暂停、显示及清零功能，并在数码管上实时显示；模式2：实现对多个人的同时计时，在数码管上实时显示，并能在液晶显示屏上回显出 6 个时间，可控制显示。
2）数字跑表分模块设计：数字跑表设置如下的子模块。
分频模块；模式 1 控制模块；模式 2 控制模块；计时模块；数码管译码模块；液晶译码模块；液晶显示模块。
百分秒、秒和分等信号即采用BCD译码计数方式，根据上述设计要求，用Verilog 对数字跑表的描述如下。
仍然采用引脚属性定义语句进行引脚的锁定。
四、设计程序（此处只写出与课本中不同的部分）为了便于显示，百分秒、秒和分钟信号皆采用BCD码计数方式，并直接输出到6 个数码管显示出来。
根据上述设计要求，用Verilog HDL 语言对数字跑表描述如下。
/* 信号定义：CLK: CLR: PAUSE: MSH,MSL:时钟信号；异步复位信号；暂停信号；百分秒的高位和低位；SH,SL ：秒的高位和低位；MH,ML:分钟的高位和低位。
*/module paobiao(CLK,CLR,PAUSE,MSH,MSL,SH,SL,MH,ML); input CLK,CLR,PAUSE; output[3:0] MSH,MSL,SH,SL,MH,ML; reg[3:0] MSH,MSL,SH,SL,MH,ML;reg cn1,cn2; //cn1 为百分秒向秒进位，cn2 为秒向分进位//**************** 百分秒计数进程，每计满100，cn1 产生一个进位*******always @(posedge CLK or posedge CLR)begin if(CLR) begin {MSH,MSL}<=8'h00; cn1<=0;end // 异步复位else if(!PAUSE) //PAUSE 为0 时正常计数，为1 时暂停计数begin if (MSL==9) begin MSL<=0;if (MSH==9) begin MSH<=0;cn1<=1;endelse MSH<=MSH+1;endelse begin MSL<=MSL+1;cn1<=0;endendend秒计数进程，每计满60，cn2 产生一个进位********* always @(posedge cn1 or posedge CLR)begin if(CLR) begin {SH,SL}<=8'h00;cn2<=0; end // 异步复位else if(SL==9)begin SL<=0;if (SH==5) begin SH<=0;cn2<=1; end else SH<=SH+1;endelse begin SL<=SL+1;cn2<=0;end end //****************** 分钟计数进程，每计满60，系统自动清零********* always @(posedge cn2 or posedge CLR) begin if(CLR) begin {MH,ML}<=8'h00;end // 异步复位else if (ML==9) begin ML<=0;if(MH==5) MH<=0;else MH<=MH+1;endelse ML<=ML+1;endendmodule五、心得体会：此次课程设计，从程序设计到仿真，我经历了一个困难重重，愈挫愈勇的过程。
EDA数字跑表课程设计代码
EDA数字跑表课程设计代码一、课程目标知识目标：1. 理解EDA工具的基本原理和使用方法；2. 掌握数字跑表的基本功能及其设计原理；3. 学会使用硬件描述语言（如Verilog）编写简单的数字跑表代码；4. 了解数字电路设计中时序逻辑的应用。
技能目标：1. 能够运用EDA工具进行数字跑表的原理图绘制与仿真；2. 能够独立编写并进行数字跑表的代码调试；3. 培养学生动手实践能力，提高问题解决和团队合作能力；4. 学会查阅相关资料，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计自动化（EDA）技术的兴趣和热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和实验结果的准确性；3. 增强学生的团队协作意识，培养良好的沟通与表达能力；4. 培养学生面对挑战时的自信心和积极心态，激发创新意识。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本课程的学习，学生将掌握EDA数字跑表的设计方法，提高实践操作能力，培养良好的学习态度和团队协作精神，为后续相关课程学习打下坚实基础。
1. EDA工具简介：介绍EDA工具的基本概念、发展历程和作用；- 教材章节：第1章 EDA技术概述2. 数字跑表设计原理：- 教材章节：第2章 数字电路设计基础- 内容：时钟信号、计数器、译码器等基本组成部分及其工作原理；3. 硬件描述语言Verilog基础：- 教材章节：第3章 硬件描述语言Verilog HDL- 内容：Verilog语法、数据类型、运算符、模块结构及常用语句；4. 数字跑表代码编写与调试：- 教材章节：第4章 数字电路设计实例- 内容：根据设计原理编写数字跑表代码，利用EDA工具进行仿真与调试；5. 数字跑表综合应用：- 教材章节：第5章 数字电路系统设计- 内容：将所学知识应用于实际项目中，进行数字跑表的原理图绘制、代码编写、仿真验证及硬件测试。
教学进度安排：1. EDA工具简介（1课时）2. 数字跑表设计原理（2课时）3. 硬件描述语言Verilog基础（3课时）4. 数字跑表代码编写与调试（4课时）5. 数字跑表综合应用（2课时）1. 讲授法：- 在EDA工具简介、数字跑表设计原理等理论知识点，采用讲授法进行教学，为学生提供清晰的知识框架和理论指导。
EDA课程设计——数字跑表
第一章引言数字电子技术的应用一直在向着广度和深度扩展。
时至今日,“数字化”的浪潮几乎席卷了电子技术应用的一切领域。
由于电子产品的更新周期日益缩短,新产品开发速度日益加快,因而对电子设计自动化(EDA)提出了更高的要求,也有力地促进了EDA技术的发展和普及。
在数字集成电路方面,电路的集成度如摩尔定律(Moore’s Law)所预言的那样，以每1-2年翻一番的速度增长，使电路的复杂程度越来越高、规模越来越大。
同时，在基本技能方面，对使用EDA工具的能力也提出了更高的要求。
因此，学好EDA课程设计至关重要。
第二章 设计说明1.器件介绍-集成十进制加法计数器74160集成同步十进制加法计数器74160。
图2-1给出了74160的引脚排列图和逻辑符号图。
除了具有十进制加法计数功能外，还具有异步复位、同步预置数和计数状态保持、对输入的时钟信号进行分频等功能。
CLRN 为异步复位端,LDN 为预置数控制端,A-D 为预置状态输入端,RCO 为进位输出端,ENT 和ENP 为工作状态控制端(双使能端)。
图2-1 74160逻辑符号图 表2-1 74160功能特性 表2-2是74160的功能表,它给出了各种控制信号作用下计数器的工作状态,具体如下。
序号 CLK CLRN LDN ENP ENT 工作状态 1 × 0 × × × 复位 2 ↑ 1 0 × × 预置数 3 ↑ 1 1 1 1 正常计数 4 × 1 1 × 0 保持,且C=0 5×110 1保持表2-2 74160的功能表⑴当CLRN=0时,无论其他功能端为何状态,计数器都将复位,有QD ～QA=0000(注:QD 为状态端最高位)。
⑵当CLRN=1、LDN=0时,计数器处于预置数状态。
在出现此情况后的第一个CLK 上升沿,将预置输入端加载的数据送入计数器,即有QD ～QA=D ～A(注:D 为置入端最高位)。
51单片机跑表课程设计
51单片机跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解51单片机的基本原理，掌握其编程方法。
2. 学生能掌握跑表功能实现的硬件设计，包括定时器/计数器的工作原理和应用。
3. 学生能了解并运用中断系统，实现跑表的精确计时功能。
技能目标：1. 学生能够运用C语言编写程序，实现对51单片机的控制。
2. 学生能够设计并搭建简单的跑表电路，进行功能调试和优化。
3. 学生能够通过课程学习，培养动手实践能力，提高问题解决技巧。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术和编程的兴趣，提高学习积极性。
2. 学生在团队协作中，学会相互沟通、合作，培养集体荣誉感。
3. 学生通过课程实践，认识到科技对社会发展的作用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和C语言编程能力，对单片机有一定了解。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，引导学生通过动手实践掌握课程内容，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生能够达到课程目标。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 51单片机基础原理回顾：包括51单片机的内部结构、工作原理，重点复习定时器/计数器、中断系统等关键知识点。
相关教材章节：第一章《单片机概述》和第二章《51单片机结构及原理》。
2. C语言编程基础：回顾数据类型、运算符、控制语句等基础语法，为编写跑表程序打下基础。
相关教材章节：第三章《51单片机C语言编程基础》。
3. 跑表功能硬件设计：讲解跑表电路的设计方法，包括时钟电路、复位电路、显示电路等。
相关教材章节：第四章《51单片机接口技术》。
4. 跑表程序设计：教授如何利用定时器/计数器、中断系统编写跑表程序，实现计时功能。
相关教材章节：第五章《51单片机定时器/计数器与中断系统》。
数字跑表模块设计
显示内容
可显示当前时间、已用时间、剩余时间、距离、 速度等比赛和训练数据。
显示亮度与对比度
具备可调节的显示亮度与对比度，以适应不同光线环境。
控制模块设计
控制方式
采用微控制器进行系统控制，实现各种功能的逻辑处理。
数据处理
对采集的数据进行实时处理，确保计时和显示的准确性。
人机交互
通过按键或触摸屏实现人机交互，方便用户进行功能设置和操作。
数字跑表的重要性
提高训练效果
通过精确记录运动数据，数字跑 表可以帮助运动员了解自己的训 练状态，制定合理的训练计划， 提高训练效果。
比赛成绩记录
在比赛中，数字跑表可以精确记 录运动员的成绩，保证比赛的公 平性和准确性。
健康监测
数字跑表还可以监测运动者的心 率、步数等健康数据，帮助运动 者了解自己的身体状况，预防运 动损伤。
低功耗设计技术
节能模式
支持低功耗模式，在非 使用状态下自动进入节 能状态。
硬件优化
采用低功耗硬件设计和 电路优化，降低功耗。
电源管理
采用智能电源管理系统， 根据需求合理分配电源。
可靠性设计技术
故障检测与恢复
具备故障检测和恢复机制，确保在异常情况 下仍能保持正常运行。
防抖动设计
防止因按键或触摸产生的抖动对计时精度的 影响。
采用先进的计时算法，如分段计时法，以提高计 时精度。
校准与同步
定期校准和与标准时钟同步，以保持计时准确性。
人机交互技术
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显示界面
提供清晰、易读的显示界面，包括计时、计圈、 计分等功能。
输入方式
支持多种输入方式，如触摸屏、按键等，方便用 户操作。
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语音提示
单片机电子跑表课程设计
单片机电子跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单片机的基本原理，掌握其编程方法。
2. 学生能掌握电子跑表的工作原理，了解各部分功能及其相互关系。
3. 学生能运用所学知识设计并实现一个简单的单片机电子跑表。
技能目标：1. 学生能够运用C语言或汇编语言进行单片机编程，实现电子跑表的基本功能。
2. 学生能够运用电路设计软件绘制电子跑表的原理图和PCB图。
3. 学生能够运用调试工具对单片机程序进行调试，解决常见问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子制作的兴趣，激发创新意识和动手能力。
2. 学生在团队协作中，学会沟通与交流，培养合作精神。
3. 学生能够关注单片机技术在生活中的应用，认识到科技发展对生活的影响。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对单片机有一定了解，但编程和实际操作经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，培养学生解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化指导。
通过课程学习，使学生能够独立完成单片机电子跑表的设计与制作。
二、教学内容1. 单片机原理与编程基础- 单片机结构及工作原理- C语言或汇编语言基础- 单片机编程环境搭建2. 电子跑表原理与设计- 电子跑表功能需求分析- 电路设计原理及元件选择- 原理图和PCB图绘制方法3. 单片机与外围电路接口技术- 按键输入接口设计- 数码管显示接口设计- 定时器/计数器应用4. 程序设计与调试- 程序框架设计- 功能模块编写- 程序调试与优化5. 实践操作- 电子跑表组装与调试- 故障分析与排除- 课程项目展示与评价教学内容安排和进度：第一周：单片机原理与编程基础第二周：电子跑表原理与设计第三周：单片机与外围电路接口技术第四周：程序设计与调试第五周：实践操作（含课程项目展示与评价）教学内容与教材关联性：本教学内容紧密结合教材，按照教材章节逐步展开，使学生能够循序渐进地掌握单片机电子跑表的设计与制作。
数字跑表设计eda课程设计
数字跑表设计eda课程设计【原创版】目录1.数字跑表设计概述2.EDA 课程设计的目的和意义3.数字跑表的主要功能和特点4.数字跑表的设计流程5.EDA 课程设计对数字跑表设计的影响和应用正文数字跑表设计是电子设计自动化 (EDA) 课程设计中的一个重要项目，目的是让学生通过实践了解和掌握数字电路的设计方法和技巧。
数字跑表是一种能够记录跑步时间和距离的电子设备，主要功能是计时和计数，同时还具备闹钟、计时器等附加功能。
数字跑表的设计流程主要包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB 设计、测试和调试等步骤。
在 EDA 课程设计中，学生需要使用 EDA 软件来完成数字跑表的设计。
EDA 软件能够提供可视化的电路设计和仿真环境，学生可以通过绘制原理图、PCB 图等来实现数字跑表的设计。
同时，EDA 软件还能够提供多种工具和函数库，帮助学生快速实现数字跑表的各种功能。
数字跑表的主要功能是计时和计数。
计时功能是指数字跑表能够准确地记录跑步时间，同时能够在跑步过程中实时显示跑步速度和距离。
计数功能是指数字跑表能够记录跑步的圈数和步数等信息，以便用户了解自己的跑步情况。
数字跑表还具备闹钟、计时器等附加功能，方便用户进行更多的运动训练。
EDA 课程设计对数字跑表设计具有重要的影响和应用。
通过 EDA 课程设计，学生能够学习和掌握数字电路的设计方法和技巧，提高数字电路设计和实现的能力。
同时，EDA 软件提供的可视化设计和仿真环境，能够帮助学生更好地理解数字跑表的工作原理和电路结构，加快数字跑表的设计和测试进度。
数字跑表设计是 EDA 课程设计中的一个重要项目，能够帮助学生学习和掌握数字电路的设计方法和技巧。
数字跑表的主要功能是计时和计数，同时还具备闹钟、计时器等附加功能。
基于51单片机的跑表设计
4种工作方式 (方式0-方式3)：
选用方式1——16位定时 /计数器，由TH的8位和TL的 8位组成。选用工作方式1， 则为16位的定时/计数器， 其最长计时为65536。若要 定时时间为50ms，则初值为
TH0=(65536-50000)/256;
TR0、TR1——计数运行控制位
TL0=(65536-50000)%256;
P0=b[ms/10];
//十位
P2=0xfd;
//11111101
delay(2);
P0=b[ms%10];
//个位
P2=0xfe;
//11111110
delay(2);
}
பைடு நூலகம்
相关程序：（中断-定时器0程序）
void time0_TSR(void) interrupt 1 {
TF0=0; TH0=(65536-10000)/256; //高4位 TL0=(65536-10000)%256; //低4位 ms++; if(ms==100) { ms=0; s++; if(s==60) { s=0; m++; if(m==60) m=0; } }
任务要求：
1.使用6位数码管显示时间，时间包括分、秒、 0.01秒，格式如下：mm.ss.ms 2.可以通过按键启动或者停止跑表。按键只能使 用四个独立键。 3.时间通过定时器产生
数码管显示原理：
数码管由7个发光二极管组 成，形成一个日字形，它们可以 共阴极，也可以共阳极，通过解 码电路得到的数码接通相应的发 光二极管而形成相应的字。
动态显示的亮度比静态显示要差一些，所 以在选择限流电流时应小于静态显示电路中的。
按键识别原理：
verilog跑表器课程设计
verilog跑表器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解Verilog语言的基本语法和结构，掌握跑表器的基本原理和设计方法。
2. 使学生掌握Verilog代码的编写规范，能够正确使用Verilog语言实现跑表器的功能。
3. 帮助学生了解数字电路基础知识，理解跑表器中各个模块的功能及其相互关系。
技能目标：1. 培养学生运用Verilog语言进行数字电路设计和仿真的能力。
2. 培养学生分析问题、解决问题和团队协作的能力，能够独立完成跑表器的设计与调试。
3. 提高学生的编程技巧和动手实践能力，使其能够根据实际需求优化跑表器设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计的兴趣，激发学生主动探索和创新的热情。
2. 培养学生严谨、细致的学习态度，注重实际操作与理论知识的结合。
3. 增强学生的团队协作意识，使其在合作中学会互相尊重、互相学习，培养良好的沟通能力。
课程性质：本课程为电子设计实践课程，侧重于Verilog语言的应用和数字电路设计能力的培养。
学生特点：学生已具备一定的电子基础和编程能力，对Verilog语言有一定了解，但实际应用经验不足。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其创新能力和实际操作能力。
在教学过程中，注重目标分解，确保学生能够逐步掌握课程内容，达到预期学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. Verilog基础知识回顾：复习Verilog的基本语法、数据类型、运算符和模块结构，为跑表器设计打下基础。
2. 跑表器原理与设计：讲解跑表器的工作原理，分析跑表器的各个功能模块，包括时钟模块、计数模块、显示模块等。
3. Verilog代码编写与仿真：根据跑表器原理，引导学生编写各个模块的Verilog代码，并进行功能仿真，确保代码的正确性。
4. 跑表器整体设计与调试：将各个模块整合在一起，完成跑表器整体设计，并进行系统级调试，优化设计。
数字跑表设计资料
1 设计意义及要求1.1 设计意义随着社会的发展，在一些竞技比赛中，尤其是体育运动中，数字跑表的精度已经越来越高了，数字跑表扮演着越来越重要的角色，而通过一学期对数字电子技术的学习，学校安排了这次的课程设计，而我们小组的课题是数字跑表的简单设计，目的在与让学生综合运用所学的知识，对各基本器件的运用更加熟练，也更好的锻炼学生的设计思维和动手设计能力，而这也是我们作为电气专业学生的必备技能。
1.2 设计要求1）设计一个具有、‘分’、‘秒’、‘1/100秒’的十进制数字显示的计时器。
2）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；3）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
2.1 设计思路电路主要由秒脉冲发生器，计数器，译码器显示电路和控制电路四个部分组成。
其中计数器为系统的主要部分，计数器完成计数功能；秒脉冲发生器提供脉冲信号；译码显示器显示当前数字，控制电路完成计数的启动，暂停和清零功能。
设计框图如图2—1。
图2—1 设计思路框图2.2.1设计方案一电路图在设计过程中，为了满足设计的要求，应正确处理各个信号间的关系。
该电路是由秒脉冲电路，计数器，译码器显示电路和控制电路组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块，计数器是由6个74LS90构成。
控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。
当启动开关闭合时，555振荡器将产生的信号送至计数器的CP信号输入端，计数器开始计时功能。
当清零//置数端处于置数端时，启动开关闭合，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“00”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；将暂停与连续的控制开关放在555电路模块中，通过控制脉冲信号的传送来达到相应的目的。
当计数器R0端输入高电平时则全部计数器清零，进而实现整个课程设计的要求。
原理图如图2—2所示。
图2—2 方案一电路原理图2.2.2设计方案二电路图方案二和方案一的原理大同小异，该电路同样由秒脉冲电路，计数器，译码器显示电路和控制电路组成。
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目录1.系统总体方案选择与说明………………………2. 系统结构框图与工作原理………………………3. 各单元硬件设计说明及计算方法………………………4. 软件设计与说明（包括流程图）………………………5. 调试结果与必要的调试说明………………………6. 使用说明………………………………………………7. 课程设计总结与体会………………………8. 参考文献………………………………………………9附录：A：系统原理图………………………………………………B：程序清单………………………………………………一．前言1．设计要求：要求以MCS-51系列单片机为核心设计一个多功电子表，具有电时钟和跑表功能。
做时钟时在4位LED 显示器上显示分、秒，做跑表时显示范围000.0秒~999.9秒并具有跑表启动和跑表复位功能键。
电子时钟的计时范围00分00秒59分-59秒，并在4位LED 显示器上显示；做跑表时显示范围000.0秒-999.9秒，当按下启动按钮跑表开始计时，按下停止按停止计时，当按下复位按钮跑表回零。
2．设计思路1）计时单元由单片机内部的定时器/记数器来实现。
2）时间显示功能通过LED数码管动态扫描来实现。
利用专用键盘/显示器接口芯片8279可实现对键盘/显示器的动态扫描,由于数码管要显示时钟，还要显示跑表，因此，我分别用31H、32 H计时钟，用R5、R6计跑表，当要显示哪一个的时候，就把哪一个地址送到显示地址35 H、36 H 中，达到跑表显示与时钟显示互不影响。
3）表的启动/复位/清零功能由软件来实现。
P1.0接启动键，P1.1接停止键，P1.2接清零键。
4）由于跑表和时钟的中断服务程序有冲突，我们就把跑表的中断服务程序写成另外的子程序了，这样就必须要引入标志位了，我们在此用42H 标志位，用标志位来给跑表计数。
二．系统组成与工作原理1.硬件电路的设计方案根据设计要求和设计思路，硬件电路有两部分组成，即单片机按键电路，LED显示器电路。
图1 为硬件电路设计框图。
图1 硬件电路设计框图2.软件设计方案根据设计要求和设计思路，进行模块设计。
8279的初始化程序模块，时钟记时程序模块，数制转换模块，显示模块，跑表工作模块。
图2为软件设计框图。
图2 电子跑表软件设计的模块3.工作原理说明利用T0定时器定时100ms ，即0.1s ，用R5 R6作为跑表的计算器，用R7作为时钟计数器。
判断SRART键是否按下，若按下，则建立标志F0=1，同时将R5 R6单元清零；否则F0=0。
在T0中断服务中，判断F0，若F0=0，则用软件计数器R7计数；若F0=1，则在R7计数同时，还要用软件R5 R6计数。
中断返回后，判断F0，若F0=0，即作为时钟使用时，则R7=10为一秒，60秒则清零。
若F0=1，即作为跑表使用时，将R5 R6的值进行十进制调整，即为跑表显示值，到9999则R5 R6清零，重新开始计数。
若STOP键按下，则R5 R6停止计数。
在跑表停止状态下，则返回显示当前时间。
三．各单元硬件设计说明及计算方法1．在单片机中，定时功能既可以由硬件（定时/记数器）实现，也可通过软件定时实现。
硬件定时是利用单片机内定时器定时，启动以后定时器可与CPU并行工作，不占用CPU时间，CPU有较高的工作效率。
采用硬件定时和软件定时并用的方式，即用T0出中断功能实现50ms定时，通过软件延时程序实现1s定时。
.定时器的有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD 和控制寄存器TCON。
TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0～3，并确定用于定时还是用于计数。
TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。
2．8279是通用的可编程键盘/显示器接口芯片，可实现对键盘/显示器的自动扫描，不仅可以大大节省CPU对键盘/显示器的操作时间，从而减轻CPU的负担，而且显示稳定，程序简单，不会出现误动作。
8279具有8个先进先出的的键输入缓冲RAM单元，并提供16字节的缓冲RAM。
8279将段码写入显示缓冲RAM，8279自动对显示器扫描，将其内部显示缓冲RAM中的数据在显示上显示出来。
CUP通过对8279编程（将命令字写入8279）来选择其工作方式，简述如下：1）键盘/显示器方式设置命令字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 0 D D K K K高三位D7D6D5位为特征位000，D4D3两位用来设定显示方式，其定义如下：D4 D3 显示器方式0 0 8个字符显示—左边输入0 1 16个字符显示—左边输入1 0 8个字符显示—右边输入1 1 16个字符显示—右边输入8279最多可用来控制16位LED显示器，当显示位数超过8位时，均需设定为16为字符显示。
显示器的每一位对应一个8位的显示缓冲RAM 单元CPU将显示数据写入缓冲器时有左边输入和右边输入。
左边输入是较简单的方式，地址为1-15的显示缓冲RAM单元分别对应显示器的1（左）位-15（右）位。
CPU依次从0地址或某一个地址开始将段数据写入显示缓冲RAM。
D2D1D0为键盘工作方式选择位，如下表：D2 D1 D0 键盘工作方式0 0 0 编码扫描键盘，双键锁定0 0 1 译码扫描键盘，双键锁定0 1 0 编码扫描键盘，N键依次读出0 1 1 译码扫描键盘，N键依次读出1 0 0 编码扫描传感器矩阵1 0 1 译码扫描传感器矩阵1 1 0 选通输入，编码扫描显示器方式1 1 1 选通输入，译码扫描显示器方式当设定为编码工作方式时，内部计数器作二进制记数，四位二进制计数器的状态扫描线SL0-SL3输出，最多可为键盘/显示器提供16根扫描线（16选1）。
双键锁定，就是当键盘中同时有两个以上的键被按下时，任何一个键的编码信息君不能进入FIFO RAM中，直至仅剩下一键保持闭合时，该键的编码信息方能进入FIFO。
2）写显示缓冲RAM命令字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 0 0 AI A A A A高三位100为该命令字的特征位，该命令给出了显示缓冲RAM的地址信息，当CPU执行写显示缓冲RAM时，首先用该命令字给出要写入显示缓冲RAM地址，四位二进制代码。
AAAA可用来寻址显示缓冲RAM的16个存储单元。
若AI=1，则CPU在第一次写入时须给出地址外，以后每次写入，地址自动加1，直至所有显示缓冲RAM全部写毕。
3）读显示缓冲RAM命令字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 1 1 AI A A A A在CPU读显示数据之前先输出读缓冲RAM的命令。
D7D6D5=011该命令字的特征位。
22二进制代码AAAA用寻址显示缓冲RAM的一个缓冲单元。
AI为自动增量标志，若AI=1则CPU每次读出后，地址自动加1。
4）清除命令字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 1 0 CD CD CD CF CA该命令字用来清除FIFO RAM和显示缓冲RAM。
其中D4D3D2（CD）三位用来设定清除显示缓冲RAM的方式，其定义下：D4 D3 D2 清除显示RAM的方式1 0 X 将显示RAM全部清01 1 0 将显示RAM清成20H1 1 1 将显示RAM全部置10 X X 不清除（CA=0）；则D3D2有效5）状态字8279的状态字节用于键输入和选通输入方式中，指出FIFO RAM中的字符的个数是否出错，状态字的格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0DU S/E O U F N N ND2-D0表示FIFO RAM中数据的个数D3在F=1时，表示FIFO RAM已满（存有8个键入数据）D4在FIFO RAM中没有输入字符时，CPU对FIFO RAM读置“1UD5当FIFO已满，又输入一个字符时发生溢出置“1”OD6的S/E用于传感矩阵输入方式，几个传感器同时闭合时置“1”D7在清除命令执行期间该位为“1”，D7为1时对显示RAM写操作无效6）出入数据格式在键扫描方式中，键输入数据格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CNHL SHIFT SCAN SCAN SCAN RETURN RETURN RETURND2-D0指出输入键所在的列号（RL0-7Z状态确定）D5-D3指出输入键所在的行号（扫描记数植）D6控制SHIFT的状态D7控制CNTL的状态在传感器扫描方式或选通输入方式中，输入数据即为RL0-RL7 输入状态D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0RL7 RL6 RL5 RL4 RL3 RL2 RL1 RL0由以上可确定8279状态口地址为0FF82H，数据口地址为0FF80H。
四．软件设计与说明（包括流程图）（1）主程序的设计图3 主程序设计框图1）程序的起始地址：MCS-51单片机复位后，（PC）=0000H，而0003H-002BH分别是各中断源的入口地址。
所以，编程时应在0000H处写一条跳转指令。
当CPU接收到中断请求信号并予以响应后，CPU把当前的PC内容压入栈中进行保护，然后转入响应的中断服务程序入口处执行。
2）主程序的初始化：将要用到的MCS-51系列单片机内部部件或扩展芯片进行初始工作设定。
Z8279 EQU 0FF82H ；8279状态/命令入口地址D8279 EQU 0FF80H ；8279数据口地址LEDMOD EQU 00H ；左边输入八位字符显示LEDFEQ EQU 2FH ；扫描速度LEDCLS EQU 0C1H ；清除显示RAMLEDWR0 EQU 80H ；设定的将要写入的显示RAM地址 ORG 0000HLJMP MAINORG 000BH ；T0中断入口地址LJMP INTT0ORG 0030HMAIN:LCALL INIT8279 ；初始化8279MOV TMOD, #01H ；T0工作方式MOV TH0, #3CH ；T0初值MOV TL0, #0B0HMOV IE,#82H ；开中断MOV R7,#2 ；中断两次MOV 31H,#0 ；放后两位数字MOV 32H,#0 ；放前两位数字MOV 41H,#0 ；用在定时器计中断个数MOV P1,#0FFH ；开放P1口SETB TR0 ；启动定时器LOOP:JNB P1.0,ZHONG ；判开关P1.0信号，时钟与跑表切换。
MOV R5,#0 ；跑表清0MOV R6,#0TING:LCALL PAO ；调跑表子程序JNB P1.1,TING ；判P1.1信号，暂停跑表JNB P1.2,$ ；判P1.2信号，转时钟MOV R5,#0 ；跑表清0MOV R6,#0ZHONG:MOV 35H,31H ；用于时钟记数的31H,32H送入显示地址MOV 36H,32HLCALL DIVID ；时钟显示MOV A,52H ;加小数点（分和秒之间）ADD A,#10MOV 52H,ALCALL DZSPLAYLJMP LOOP ；循环执行主程序RET（2） 8279初始化子程序图4 8279初始化框图INT8279: PUSH DPH ；8279初始化子程序 PUSH DPLPUSH ACCMOV DPTR,#Z8279MOV A,#LEDMOD ；置8279工作方式MOVX @DPTR,AMOV A,#LEDFEQ ；置键盘扫描速率MOVX @DPTR,AMOV A,#LEDCLS ；清除LED显示MOVX @DPTR,APOP ACCPOP DPLPOP DPHRET（3）时钟、跑表计时程序模块的设计1）60分钟与1000秒时间的产生。