数电课程设计：电子秒表
数字逻辑电路(数电)课程设计_电子秒表_VHDL实现(含完整源代码!!)
电子科技大学UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA数字逻辑设计实验报告实验题目：电子秒表学生姓名：指导老师：一、实验内容利用FPGA设计一个电子秒表，计时范围00.00 ~ 99.00秒，最多连续记录3个成绩，由两键控制。
二、实验要求1、实现计时功能：域值范围为00.00 ~ 99.00秒，分辨率0.01秒，在数码管上显示。
2、两键控制与三次记录：1键实现“开始”、“记录”等功能，2键实现“显示”、“重置”等功能。
系统上电复位后，按下1键“开始”后，开始计时，记录的时间一直显示在数码管上；按下1键“记录第一次”，次按1键“记录第二次”，再按1键“记录第三次”，分别记录三次时间。
其后按下2键“显示第一次”，次按2键“显示第二次”，再按2键“显示第三次”，数码管上分别显示此前三次记录的时间；显示完成后，按2键“重置”，所有数据清零，此时再按1键“开始”重复上述计时功能。
三、设计思路1、整体设计思路先对按键进行去抖操作，以正确的得到按键信息。
同时将按键信息对应到状态机中，状态机中的状态有：理想状态、开始状态、3次记录、3次显示、以及其之间的7次等待状态。
因为需要用数码管显示，故显示的过程中需要对数码管进行片选和段选，因此要用到4输入的多路选择器。
在去抖、计时、显示的过程中，都需要用到分频，从而得到理想频率的时钟信号。
2、分频设计该实验中有3个地方需要用到分频操作，即去抖分频（需得到200HZ时钟）、计时分频（需得到100HZ时钟）和显示分频（需得到25kHZ时钟）。
分频的具体实现很简单，需首先算出系统时钟（50MHZ）和所需始终的频率比T，并定义一个计数变量count，当系统时钟的上升沿每来到一次，count就加1，当count=T时就将其置回1。
这样只要令count=1~T/2时clk=‘0’，count=T/2+1~T时clk=‘1’即可。
数字电子技术课程设计(数字秒表)
（4）555时基电路具有一定的输出功率，最大输出电流达200mA，可直接驱动继电器、小电动机、指示灯及喇叭等负载。
因此，555时基电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。
无论是进口或国产的时基555集成电路，还是用何种材料封装，其内部电路原理和管脚的功能则是完全一致的。其各管脚功能如下：
①脚接电源地线，即电源的负极；
②脚为低电位触发端，简称低触发端；
③脚为输出端，可将继电器、小电动机及指示灯等负载的一端与它相连，另一端接地或电源的正极；
④脚为低电位复位端；
⑤脚为电压控制端，主要是用来调节比较器的触发电位；
输入
输出
Cr
LD
S1
S2
CP
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
L
X
X
X
X
X
X
X
X
L
L
L
L
H
L
X
X
-
d0
d1
d2
d3
d0
d1
d2
d3
H
H
H
H
-
X
X
X
X
计
数
H
H
L
X
X
X
X
X
X
保
持
H
H
X
L
X
X
X
X
X
保
持
电子秒表设计课程设计
电子秒表设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子秒表的基本原理和功能，掌握计时器的工作流程。
2. 学生能够运用所学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简易的电子秒表。
3. 学生能够解释电子秒表中涉及的时间单位，如秒、分、时，并掌握它们之间的换算关系。
技能目标：1. 学生能够运用问题解决和团队合作的能力，完成电子秒表的电路设计和组装。
2. 学生通过实际操作，提升动手能力和实验技能，能够准确使用工具进行电子电路的搭建。
3. 学生能够通过编写简单程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和创新实践的热爱，增强对科学探究的兴趣。
2. 学生在学习过程中，发展耐心、细心和责任感，认识到精确计时在科学研究和技术发展中的重要性。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，尊重他人意见，学会共同解决问题。
课程性质：本课程是一门实践性与理论性相结合的综合性课程，旨在通过实际操作，使学生理解电子计时器的原理和应用。
学生特点：考虑到学生年级特点，他们已经具备一定的物理知识和动手能力，但需进一步培养创新思维和实际应用技巧。
教学要求：教学中应注重理论与实践的结合，鼓励学生主动探索，注重培养学生解决实际问题的能力和科学探究精神。
通过具体的学习成果，将课程目标转化为可观察、可评估的指标，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子秒表原理介绍：讲解计时器的基本工作原理，如振荡器、计数器、时钟脉冲等，关联课本第三章关于数字电路的内容。
2. 电子元件认知：学习常用电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等，并了解它们在电子秒表中的作用，对应课本第二章电子元件的知识点。
3. 电路设计与搭建：根据电子秒表的功能需求，设计电路图，选用合适的电子元件进行电路搭建，结合课本第四章的电路设计原理。
4. 程序编写与调试：学习编写简单的程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试，关联课本第五章关于微控制器的基础知识。
数电课程设计：电子秒表
数电课程设计：电子秒表
电子秒表是一种常见的计时工具，它通过使用电子元件实现高精度的计时功能。
下面是一个基于数电的电子秒表的设计方案：
1. 运算部分设计：
- 使用一个1Hz的时钟源，可以通过计数器或者振荡器实现。
- 使用一个可重置的二进制计数器，位数根据需要的计时范
围确定。
例如，如果计时范围为1小时，可使用一个4位二进制计数器。
- 计时开始/停止控制逻辑：这可以通过一个开关电路实现，可以使用一个门电路或者触发器电路。
- 计数器重置逻辑：可以使用一个按钮或者开关来重置计数
器的值。
2. 显示部分设计：
- 使用数码管或者液晶显示器来显示计时结果。
数码管可以
使用共阳或者共阴的7段数码管。
- 使用译码器将计数器的二进制输出转换为译码信号，用于
控制数码管显示的数字。
3. 其他功能：
- 可以添加一个暂停功能，通过一个按钮或者开关来实现。
当计时中按下暂停按钮时，计时器会停止计数，再次按下暂停
按钮时，计时器继续计数。
- 可以添加一个拆表功能，通过一个按钮或者开关来实现。
按下拆表按钮时，计时器会记录当前的计时值，然后重置为0，再次按下拆表按钮时，计时器恢复原来的计时状态。
该设计方案中的电子秒表可根据实际需求进行调整和扩展，例如增加更多的功能按钮、调整计时范围和精度等。
同时，需要注意电路的稳定性和可靠性，以及对供电电源和信号的处理。
数电课程设计--数字秒表
数字电子技术课程设计题目：电子秒表的设计专业： 08自动化（1）班学号： ************ *名：***完成日期： 2010.12.30 指导教师：姚杰老师数字电子技术课程设计任务书班级：08自动化一班姓名：谢志平指导教师：姚杰 2010年12月28日教研室主任签字：年月日目录1 引言 (4)2 设计方案及系统框图2.1 设计方案 (5)2.2系统框图 (5)3 单元电路设计3.1 消抖电路 (6)3.2 上电复位电路 (6)3.3 微分电路 (7)3.4 0.1秒脉冲电路 (7)3.5 计数器电路 (8)3.6 译码电路 (9)3.7 七段译码管电路 (10)4总体电路设计4.1各单元电路工作原理 (11)4.2 电路工作原理 (11)5课程设计总结 (13)6参考文献 (14)7电子秒表原理图元器件明细表 (15)8总电路图 (16)1 引言随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。
人们对他的认识也逐步加深，不断完善电子秒表的功能，人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。
电子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也是用于对时间测量精度要求较高的场合。
数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、能强，而且容易实现测量的自动化和自能化。
随着集成计数的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛的渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动以及国防等方面。
在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效地加强我们的工作效率。
随着电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际。
数字电路课题设计的进行，使我们我们的动手和实际操作能力得到了一定程度的提升，而不是单纯的学习理论。
数电课程设计--数字秒表报告
数字电子课程设计报告题目名称：电子秒表电路姓名:学号：班级：电子班指导老师：2012年6月一、技术要求：要求设计一个数字表，用于短时间测量，适用于计时使用。
（1）计时范围：0～59秒 （2）显示分辨率为1s 。
（3）用按钮开关控制工作状态，即：暂停、清零。
（4）本身带有，工作时指示灯亮。
二、元件清单：三、详细设计：品名 规格型号 技术要求 每组数量 通用板 10×15（cm 2） 10×15（cm 2） 1共阴极数码管 BS201A/0.5英寸 单个 2 集成显示译码器 CD4511 CD4511 2 集成14位计数器 CD4060 CD4060 1 集成双BCD 计数器 CD4518 CD4518 1 集成双D 触发器 74HC74 74HC74 1 集成逻辑与非门 74HC00 74HC001 电阻器 RJ-22M Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-200k Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-300Ω-1/4W 1/4W 14 电容器 CC1-30pF （瓷片） 瓷片2 电容器 CC1-0.01μF （瓷片）瓷片1 石英晶体振荡器 32.768kHz 32.768kHz 1 小型按键单开关 8×8mm 8×8mm 1 集成电路插座 16PIN 16PIN 3 集成电路插座 14PIN 14PIN2 集成电路插座 8PIN 8PIN(两个8PIN 作为16PIN)2焊锡（小卷） 小卷导线单芯 单芯（1）秒脉冲的产生图2-1脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器产生标准频率信号经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
如晶振为32768 Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出，电路图如图2-1所示。
（2）秒计数器的设计图2-2 图2-2为秒计数译码电路，秒计数器为M=60的计数器，即显示00～59，采用中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片，因为10 < M < 100。
数字电路课程设计-电子秒表的设计
目录1.引言1.1设计目的-------------------------------------------------------2 1.2设计内容-------------------------------------------------------2 1.3设计要求-------------------------------------------------------2 2．数字电子秒表设计2.1仪器设备-------------------------------------------------------3 2.2设计原理-------------------------------------------------------32.3电路设计及仿真-------------------------------------------------33.电路的硬件验证--------------------------------------------------104.心得体会---------------------------------------------------------125.参考文献---------------------------------------------------------121.引言1.1设计目的：（1）掌握同步计时器74160、74161的使用方法，并理解其工作原理。
（2）掌握74160、74161进行计数器、分频器的设计方法。
（3）掌握用三态缓冲器74244和74160,74138,7448进行动态显示扫描电路设计的方法。
（4）掌握电子秒表的设计方法。
（5）掌握在EDA系统软件MAX+plusII环境下用FPGA/CPLD进行数字系统设计的方法，掌握该环境下功能仿真、时序仿真、管脚锁定的芯片下载的方法。
（6）掌握用EDA硬件开发系统进行硬件验证的方法。
电子秒表的设计课程设计
电子秒表的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子秒表的基本原理，掌握计时器的功能及其组成部分。
2. 学生能够描述电子秒表的电路工作原理，包括晶体振荡器、分频器、计数器等关键电路的作用。
3. 学生能够运用所学的电子知识，解释电子秒表中时间测量精度的影响因素。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计简单的电子秒表电路，并进行模拟组装。
2. 学生通过小组合作，能够完成电子秒表的调试和故障排查，提高实际动手操作能力。
3. 学生能够使用适当的工具和仪器，对电子秒表进行性能测试，并做出准确记录。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 通过团队合作设计电子秒表，培养学生解决问题的能力和合作精神。
3. 学生在学习过程中能够体会到科技进步对日常生活的影响，增强创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，通过设计制作电子秒表，提高学生对电子技术的理解和应用能力。
学生特点分析：假设学生为初中八年级学生，已经具备基础的物理知识和电子技术原理，动手能力强，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：课程需结合学生的认知水平，通过实践操作和小组合作，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中，培养创新思维和科学探究能力。
教学过程中，注重引导学生主动参与，鼓励学生提问和思考，确保学习目标的达成。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合以下教学内容展开：1. 电子秒表基础知识：介绍电子秒表的组成、工作原理及各部分功能，涉及课本第三章“计时器原理”相关内容。
2. 电路设计与分析：讲解电子秒表电路的设计方法，包括振荡器、分频器、计数器等关键部分的设计，参照课本第四章“数字电路设计基础”。
3. 元器件选择与使用：教授如何选择合适的元器件，如晶体振荡器、集成电路、显示屏等，对应课本第五章“常用元器件”。
4. 实践操作：指导学生进行电子秒表的组装、调试与测试，强调实践操作技能的培养，结合课本第六章“电子制作实践”。
电子课程设计电子秒表
电子课程设计电子秒表一、教学目标本课程旨在通过学习电子秒表的设计与制作，让学生掌握基本的电子电路知识，提高学生的实际动手能力和创新能力。
知识目标：使学生了解电子秒表的工作原理，掌握基本的电子电路设计和制作方法。
技能目标：培养学生使用电子测量仪器和工具的能力，提高学生的实际动手操作能力。
情感态度价值观目标：培养学生对电子科技的兴趣，增强学生对科技创新的认同感，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电子秒表的工作原理、电子电路的设计与制作、电子测量仪器和工具的使用等。
首先，让学生了解电子秒表的工作原理，包括时间的计算和显示方法，以及各种电子元件的功能和作用。
其次，教授学生电子电路的设计与制作方法，包括电路图的绘制、电子元件的选型和焊接技巧等。
最后，让学生学习如何使用电子测量仪器和工具，进行电路的测试和调试。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等多种教学方法。
通过讲授法，让学生了解电子秒表的工作原理和相关知识；通过讨论法，引导学生进行思考和交流，提高学生的理解能力；通过案例分析法，让学生分析实际案例，提高学生的应用能力；通过实验法，让学生动手操作，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电子电路教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的电子电路参考书，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，生动展示电子秒表的工作原理和制作过程。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能动手实践，提高操作能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现，以及学生在实验和实践活动中的表现来评估学生的学习态度和动手能力。
数电课程设计-数字电子秒表设计
数电课程设计-数字电⼦秒表设计理学院School of Sciences创新课程设计报告学⽣姓名：学⽣学号：所在班级：电⼦092所在专业：电⼦信息科学与技术指导教师：数字电⼦秒表设计1. 引⾔电⼦秒表在⽣活中的应⽤,它可⼴泛应⽤于对运动物体的速度、加速度的测量实验,还可⽤来验证⽜顿第⼆定律、机械能守恒等物理实验,同时也适⽤于对时间测量精度要求较⾼的场合.测定短时间间隔的仪表。
有机械秒表和电⼦秒表两类。
机械秒表与机械⼿表相仿，但具有制动装置，可精确⾄百分之⼀秒；电⼦秒表⽤微型电池作能源，电⼦元件测量显⽰，可精确⾄千分之⼀秒。
⼴泛应⽤于科学研究、体育运动及国防等⽅⾯在当今⾮常注重⼯作效率的社会环境中，定时器能给我们的⼯作、⽣活以及娱乐带来很⼤的⽅便，充分利⽤定时器，能有效的加强我们的⼯作效率。
数字电⼦秒表是利⽤数字电⼦技术把模拟信号转换成数字信号来完成的，具有直观、准确性⾼的特点。
1.1 设计⽬的1.建⽴数字电⼦电路系统的基本概念；2.运⽤CD4060分频器的应⽤，计数器的级联及其计数、译码、显⽰电路的整体配合；3.建⽴分频的基本概念。
1.2 设计要求设计⼀个数字电⼦秒表，该秒表具有显⽰功能和清零、开始计时、停⽌计时等功能。
设计的要求如下：1.以1秒为最⼩单位进⾏显⽰；2.秒表可显⽰0～9秒的量程；3.该秒表具有清零、开始计时、停⽌计时功能；4．除了以上功能，个⼈可根据具体情况进⾏电路功能扩展。
1.3 设计内容1.搭接电⼦秒表的整体设计电路；2.校准0.1秒信号源；3.测试电⼦秒表清零、开始计时、停⽌计时功能。
2. 电路分析图2.1.1 电⼦秒表电路图图2.1.1是电⼦秒表完全的电路图，按功能可以分成四个单元电路进⾏分析，由时钟脉冲发⽣器、计算器、译码器和数码管组成。
其原理⽅框图如图2.2.1所⽰。
2.2.1 时钟脉冲发⽣器555 定时器是模拟 — 数字混合式集成电路，利⽤它可以⽅便地构成脉冲产⽣、整形电路和定时、延时电路。
数电课程设计电子秒表
电子电路课程设计题目名称：电子秒表课程设计姓名：学号：专业班级：一.设计任务及功能简介（1）显示分辨率为1s／100，外接系统时钟频率为100KHz。
（2）计时最长时间为1h，六位显示器，显示时间最长为59m59.99s。
系统设置启／停键和复位键。
复位键用来消零，做好计时准备、启／停键是控制秒表起停的功能键二.设计框原理三．各单元电路的设计及使用说明1.启动和停止单元电路由一个开关控制CP脉冲，从而控制秒表的启动与停止2.秒脉冲电路LM555CN定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
该脉冲电路产生100KHz的脉冲（MULTISIM仿真太慢，调快了频率）3. 100进制计数器由两片74ls160级联组成，采用了串行的方式，低位片的进位端RCO接低位片的CLK端。
4. 60进制计数器60进制计数器采用串行整体置数的方式级联，将电路的59状态译码产生的低电平信号接到两片计数器的同步置数端，当下一个脉冲到来的时候同时把0000置入两片74ls160计数器中，从而得到六十进制计数器。
5.计数与译码显示十进制加法计数器74LS160构成电子秒表的计数单6.电子秒表总设计图四．主要芯片介绍1.74LS00Inputs输入Ouput输出74LS00功能为四2 输入与非门A B Y其真值表及管脚图为：L L HL H HH L HH H L2.74LS16074LS160 十进制同步计数器(异步清零)其真值表如下( H:高电平，L:低电平，↑:上升沿，X:任意，D0 ~D3 :A~D稳态输入电平)输入输出Cr LD S1 S2 CP A B C D QA QB QC QDL X X X X X X X X L L L LH L X X↑D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3H H H H↑X X X X 计数H H L X X X X X X 保持H H X L X X X X X 保持五．总电路的仿真在仿真的过程中遇到过很多的问题，比如六十进制计数器计数到五十的时候高位片出现进位等，这些问题的出现是由于对任意进制计数器的组成、上升沿触发还是下降沿触发没理解透彻而导致的细节性问题。
数电电子秒表课程设计
数电电子秒表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字电子秒表的基本原理和组成，掌握其工作流程。
2. 使学生掌握数字电子秒表的计数、计时和清零功能，并能运用相关电子元件实现这些功能。
3. 让学生掌握数字电子秒表中各个电子元件的作用，如晶振、计数器、时钟发生器等。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建一个简单的数字电子秒表电路。
2. 培养学生通过编程，实现对数字电子秒表的计数、计时和清零功能的控制。
3. 培养学生运用调试工具，对数字电子秒表电路进行调试和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，学会在团队中共同解决问题，共同进步。
3. 培养学生严谨的科学态度，养成良好的实验操作习惯。
本课程针对高中年级学生，结合电子技术课程内容，注重实践操作和理论知识相结合。
课程性质为实践性较强的设计课程，要求学生在掌握基本原理的基础上，能够运用所学知识，动手设计和搭建数字电子秒表电路。
通过本课程的学习，学生将能够达到上述课程目标，为后续深入学习电子技术打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合电子技术课程相关章节，组织以下内容：1. 数字电子秒表原理：讲解数字电子秒表的组成、工作原理，涉及晶振、时钟发生器、计数器等关键元件的作用。
2. 电路设计与搭建：学习如何设计数字电子秒表的电路，选择合适的电子元件，并按照电路图进行搭建。
3. 编程与控制：学习编写程序，实现对数字电子秒表的计数、计时和清零功能。
4. 调试与优化：教授学生如何使用调试工具，对搭建的数字电子秒表电路进行调试，找出并解决问题。
具体教学安排如下：1. 第一周：介绍数字电子秒表的原理，讲解相关电子元件的作用，让学生初步了解课程内容。
2. 第二周：详细讲解电路设计与搭建，指导学生动手实践，完成电路搭建。
3. 第三周：教授编程与控制方法，引导学生学习编写程序，实现数字电子秒表的基本功能。
数字电子技术课程设计秒表
1 设计任务描述1.1 设计题目：秒表1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握秒表的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求（1）能进行分、秒、0.01秒计时，有独立的时间显示电路；（2）显示完毕后清零并发出响声。
1.2.3 发挥部分（1）预置定时报警，在秒表满度的时候报警。
（2）秒表可以实现清零，并在清零的时候报警。
（3）秒表显示器可以进行检测,并且显示时还可以继续正常进行计时。
（此功能可以进行照明。
)（4）可以实现两组时间记录并显示。
（5）可以进行9秒倒计时，并且倒计时到0时可以进行报警。
（6）可以记录总共进行了几次时间记录并清零。
2 设计思路我的两组秒表和其他秒表有很大的不同之处，它不仅能够对毫秒和秒进行计时并且有统一的时间显示电路，能对数据进行记忆存储,然后在记忆存储的基础上，能够实现在需要的情况下，显示已经记录的时间。
并且能够进行各位倒计时并报警。
基于以上几点，设计思路如下：1.设计脉冲源。
秒表的最基本功能是计时，要计时准确就要有精确的脉冲源，采用555多谐振荡电路产生脉冲，作为计数基准而且可以通过调整参数，计算得到自己想要的频率。
我设计的秒表最低位为0.01秒，所以输出频率为100HZ，我的555振荡器输出为10kHZ，经过用两个十进制计数器进行100分频后输出100HZ。
2.开关设计。
为了确保准确计时，启动前必须有清零开关。
多数计时器的清零都是高电平有效，如果是低电平有效，直接取反就可以了。
如果不能快速启动，对计时的准确性将造成很大的影响，这里采用开关控制计数器清零端是否接高电平来控制是否清零。
3.分频器设计。
利用计数器实现十进制和六进制，在计数器的输出端接上锁存器就可以对时间进行记录。
4.设计锁存器。
首先把锁存器分组，我把每一个锁存器一端连接两个计数器，另一端接两个译码器，一共两组锁存器，一次记录结果存入一个锁存器，这样我的数据存入不同组的锁存器。
数电--电子秒表实验
实验三、四电子秒表设计一、实验目的1.学习数字电路中基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用2.学习电子秒表的调试方法二、实验设备1. +5V直流电源2. 双踪示波器3. 直流数字电压表4. 数字频率计5. 单次脉冲源6. 连续脉冲源7. 逻辑电平开关8. 逻辑电平显示器9. 译码显示器10. 74LS00×2、555×1、74LS90×311.电位器、电阻、电容若干三、实验原理图4.6.1为电子秒表的电原理图。
按功能分成四个单元电路进行分析。
1. 基本RS触发器图4.6.1中单元I为用集成与非门构成的基本RS触发器。
属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。
它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。
按动按钮开关K2（接地），则门1输出Q＝1；门2输出Q＝0，K2复位后Q、Q状态保持不变。
再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。
Q由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS触发器启动和停止秒表电子秒表工作。
2. 单稳态触发器图4.6.1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器。
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号V i由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲V O通过非门加到计数器的清除端R。
静态时，门4应处于截止状态，故电阻R必须小于门的关门电阻R Off 。
定时元件RC 取值不同，输出脉冲宽度也不同。
当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时，可以省去输入微分电路的R P和C P。
单稳态触发器为电子秒表提供计数器提供清零信号。
图4.6.1 电子秒表原理图3. 时钟发生器图4.6.1中单元Ⅲ为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
调节电位器R W，使在输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号，当基本RS触发器Q ＝1时，门5开启，此时50Hz脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器（1）的计数输入端CP2。
数字电子技术课程设计——电子秒表电路
课程设计任务书一、设计题目电子秒表电路二、主要内容及要求要求设计一个数字秒表，用于短时间测量，适用于田径比赛等竞技场合计时使用。
（1）计时范围：0~10分钟（2）显示分辨率为1s／10。
（3）用一只按钮开关控制三种工作状态，即：清零计时停止三、进度安排1．3月15号，老师安排数电设计实验任务。
2．3月16号-28号，抽取实验并根据课程设计内容及要求构造整个设计思路，复习数字电路中RS触发器、D触发器、计数器、译码显示器等部分内容。
3．3月29号，分析电子秒表的组成、各部分功能及工作原理。
查出各芯片引脚排列及功能。
4．3月30号，大致设计出实验并进行电路的设计及仿真模拟。
5．3月31号，设计方案的检查，修正，改进，按要求打印方案。
四、总评成绩指导教师学生签名题目电子秒表电路一、设计任务与要求1．计时范围：0~10分钟。
2．显示分辨率为1s／10。
3．用一只按钮开关控制三种工作状态，即：清零计时停止二、方案设计与论证此实验的目的是为了：1、了解计时器主体电路的组成及工作原理;2、熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;3、学习数字电路中触发器、计数、译码显示等单元电路的综合应用。
电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路芯片。
它集成了计数器、、振荡器、译码器和驱动等电路，能够对秒以下时间单位进行精确记时，具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。
该设计的主要任务是通过开关的控制，使译码显示器呈现秒表计时功能。
等开关开启时，向计数器输入“脉冲”，使其能让显示器在十分钟的时间内，显示分，秒，毫秒。
当开关断开时，能使其有保持数字、清零等功。
方案一：利用十进制芯片和D触发器、计数器和译码显示器等，连接实现秒表计数器的功能；D触发器具有保持功能，不会因为前后的变化而改变，因此可以通过它实现“单开关保持清零功能”;方案二：利用基本RS触发器作为电子秒表的开关，基本RS触发器属低电平直接触发的触发器，有直接置位，复位的功能。
数电电子秒表课程设计
数电电子秒表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基本原理，掌握电子秒表的基本组成及工作原理；2. 掌握计数器、定时器等数字电路的应用，能正确运用相关元器件搭建电子秒表；3. 学会分析电子秒表的电路图，并能进行简单的故障排查。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成电子秒表的搭建和调试；2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高创新意识和团队合作精神；3. 提高学生运用相关软件（如Multisim、Protel等）进行电路设计和仿真测试的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情，激发学生学习主动性和积极性；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据，遵循实验操作规程；3. 培养学生团结协作、互相帮助的精神，增强集体荣誉感和责任感。
课程性质分析：本课程为电子信息类学科，旨在让学生通过实际操作，掌握数字电路基础知识，培养实际动手能力。
学生特点分析：学生年级为高中二年级，具备一定的物理和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手操作欲望。
教学要求：结合课程内容和学生的特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养实际操作能力和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门电路、触发器、计数器原理；2. 电子秒表的原理与设计：秒表的计时原理、秒表电路的组成、各部分功能；3. 常用元器件介绍：集成电路、晶体振荡器、显示屏等；4. 电路图分析：学会分析电子秒表的电路图，理解各部分之间的连接关系；5. 搭建与调试：根据电路图，使用面包板或实验箱搭建电子秒表，并进行调试；6. 故障排查：学会分析搭建过程中可能出现的问题，进行故障排查；7. 仿真测试：运用Multisim、Protel等软件进行电路设计和仿真测试；8. 教学案例分享：分析优秀电子秒表设计方案，学习借鉴经验。
数电课程设计电子秒表
数电课程设计电子秒表一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字电路基础知识，掌握电子秒表的基本原理和设计方法。
2. 使学生掌握二进制计数器、触发器等数字电路元件的工作原理与应用。
3. 让学生掌握时钟信号的产生与分频技术，并能运用到电子秒表的制作中。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，能独立设计简单的电子秒表电路。
2. 提高学生的动手实践能力，学会使用面包板进行电路搭建、调试和故障排查。
3. 培养学生团队协作能力，学会与他人共同分析问题、探讨解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发学习热情，形成主动探索、积极进取的学习态度。
2. 培养学生的创新意识，鼓励学生在设计过程中提出新思路、新方法。
3. 培养学生严谨的学术态度，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规程，确保实验安全。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生动手能力和创新能力。
2. 学生特点：学生已具备一定的数字电路基础知识，对电子制作感兴趣，但实践经验不足。
3. 教学要求：结合课本知识，注重实践操作，引导学生学会分析问题、解决问题，培养学生的团队合作意识。
1. 理解并掌握电子秒表的基本原理和设计方法。
2. 独立搭建并调试简单的电子秒表电路。
3. 提高团队协作能力和创新能力，形成严谨的学术态度。
二、教学内容1. 理论知识：- 数字电路基础知识回顾，包括逻辑门、触发器、计数器等基本元件。
- 电子秒表的原理及设计方法，重点讲解时钟信号的产生与分频技术。
- 教材章节：第二章“数字电路基础”，第三章“时序逻辑电路”，第四章“脉冲电路”。
2. 实践操作：- 电子秒表的电路设计，包括选择合适的计数器、触发器等元件。
- 电路搭建与调试，学会使用面包板进行电路连接，观察并分析电路运行情况。
- 故障排查与优化，针对电路中可能出现的问题进行调试和改进。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2013 - 2014学年第1学期
《数字电子技术基础》
课程设计报告
题目：电子秒表
专业：自动化
班级：自动化
姓名：
指导教师：
成绩：
2015年8月25日
课程设计任务书
学生班级：自动化学生姓名：学号：
设计名称：电子秒表
起止日期：2015.8.22——2015.9.05 指导教师：
摘要
秒表应用于我们生活、工作、运动等需要精确计时的方面。
它由刚开始的机械式秒表发展到今天所常用的数字式秒表。
秒表的计时精度越来越高，功能越来越多，构造也日益复杂。
本次数字电路课程设计的数字式秒表的要求为：显示分辨率为1s/100，外接系统时钟频率为100Hz；计时最长时间为10min，6位显示器，显示时间最长为9m59.99s；系统设置启／停键和复位键。
复位键用来消零，做好计时准备、启／停键是控制秒表起停的功能键。
针对上述设计要求，我们先前往校图书馆借阅了大量的数字电路设计方面的书籍，以及一本电子元件方面的工具书，以待查阅各种设计中所需要的元件。
其次安装并学习了数字电路设计中所常用的Multisim仿真软件，在课程设计过程的电路图设计与电路的仿真方面帮助我们发现了设计电路方面的不足与错误之处。
关键字：555定时器十进制计数器多谐振荡器
目录
第一章方案设计与论证 .................................................. - 5 - 第二章单元电路设计与参数计算 .......................................... - 5 -
2.1 时钟脉冲发生和控制信号.......................................... - 5 -
2.2 启动与停止电路.................................................. - 6 -
2.3 清零电路设计.................................................... - 7 - 第三章总电路工作原理及元器件清单 ...................................... - 7 -
3.1 电路完整工作过程描述（总体工作原理）............................ - 7 -
3.2 总原理图：（见下图3-1）......................................... - 7 - 第四章主要芯片介绍.................................................... - 9 -
4.1 74LS00 .......................................................... - 9 -
4.1 74LS160 ......................................................... - 9 - 第五章仿真............................................................ - 9 - 自我评价.............................................................. - 13 -
插图清单
图1-1 方案设计图 (5)
图2-1 555定时器构成的多谐振荡器 (6)
图2-2启动与停止电路 (6)
图2-3 清零电路 (7)
图3-1 总原理图 (8)
图5-1电子秒表仿真结果图1 (10)
图5-2电子秒表仿真结果图2 (11)
第一章方案设计与论证
总体分析：
图1-1 方案设计图
如图1-1所示，该电路需要4个十进制的加计数器，一个555定时器组成的多谐振荡器，RS触发器启动停止电路。
由555多谐振荡器产生100Hz的时钟脉冲作为脉冲源（即0.01s 为周期），通过与启动停止电路的输出与非后作为信号源输入至第一个十进制计数器即0.01s位的计数器。
然后进位至0.1s位的十进制加计数器，以此类推逐个进位。
以此实现显示分辨率为1s／100，计时最长时间为99、99，四位显示器，显示时间最长为99.99s，最后通过4个显示LED数码管输出。
第二章单元电路设计与参数计算
2.1 时钟脉冲发生和控制信号
由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器产生矩形脉冲：
暂稳状态的脉冲宽度tp1，即uc从(1/3)Ucc充电上升到(2/3)Ucc所需的时间：
t p1≈（R1＋R2）Cln2＝0.7（R1＋R2）C
脉冲宽度t p2，即uc从(2/3)Ucc放电下降到(1/3)Ucc所需的时间：
t p2≈R2Cln2＝0.7R2C
振荡周期：T=t p1+t p2＝0.7(R1＋2R2)C
因此，令R1=1KΩ,R2=1KΩ,输出频率为100Hz即T=0.01s，则可求出C=4、8μF。
得下图2-1中100Hz的555定时器构成的多谐振荡器：
图2-1 555定时器构成的多谐振荡器
从3脚(OUT)输出100Hz的脉冲信号。
2.2启动与停止电路
如图：
图2-2启动与停止电路
当开关接低电平即断开时，使计时器处于暂停状态；当开关接高电平即闭合时，使计时器处于启动状态。
因此这个开关为“启动/暂停”按键。
2.3 清零电路设计
如图:
图2-5清零电路
当开关接低电平即断开时，所有计数器清零；当开关接高电平即闭合时，所有计数器正常工作。
第三章总电路工作原理及元器件清单
3.1 电路完整工作过程描述（总体工作原理）
电路通过555多谐振荡器产生的100Hz时钟脉冲经过启动与暂停开关输入到第一个计数器即0.01s位的74LS160十进制计数器使其进行频率为100Hz的十进制加法运算。
并进位至下一位0.1s位的十进制加法计数器，频率缩减为10Hz。
以此类推依次进位至最高位，并以4个LED数码管将计数器输出的信号显示出来。
当“启动/停止”开关处于低电平时计数器处于保持状态，即暂停；当开关处于高电平时，计数器继续正常工作。
而清零开关为低电平时，所有计数器清零；处于高电平时所有计数器可正常工作。
3.2 总原理图：（见下图3-1）
图3-1 总原理图
第四章 主要芯片介绍
4.1 74LS00
74LS00功能为四2 输入与非门 其真值表及管脚图为：
4.2 74LS160
74LS160 十进制同步计数器(异步清零)其真值表如下( H:高电平，L:低电平，↑:上升沿，X:任意，D0 ~D3 :A~D 稳态输入电平)
Inputs 输入 Ouput 输出 A B Y L L H L
H H H L H H
H
L
输入
输出
Cr LD S1 S2 CP A B C D QA QB QC QD
第五章仿真
按照上面的总电路图建立仿真电路，观察计数器上面的输出，下面的图就是仿真的输出结果
图5-1电子秒表仿真结果图1
图5-2电子秒表仿真结果图2
自我评价
经过这次的数字电子秒表课程设计后，我从中学到了好多东西。
在我上了一个学期的数字电子技术基础课后，我已经对数字电子技术有一定的了解，加上之前学过的电路课和模拟电子技术基础课，我可以独立完成数字电子技术基础课程设计了，不过当中还是遇到许多不懂的问题。
通过这次自己动手的课程设计，我学会了设计数字电子电路的一般方法，还进一步熟悉数字电子器件的使用。
这个课程设计课我还不是很熟悉，第一次做难免会感到陌生，而且对很多基本的东西都不是很清楚，在一定程度上影响了我的课程设计的质量，希望能在以后的时间里认真学习好这些基础的东西。
我对这个课程设计课有着深刻的体会：要想做好这个课程设计，就必须认认真真地去做，不要怕麻烦，遇到不懂的问题就要主动去问同学或者老师。
最后我希望课程设计课能够再多一点给我们提供动手的机会，并让我们多点发挥主观能动性和创造能力，这样可以在学到东西的同时又能发散大家的思维。
总之，通过这次练习我有了很多收获。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增强了动手能力。