《数字式秒表》课程设计
微机原理与接口技术课程设计-数字式秒表
微机原理与接口技术课程设计目录目录 (1)摘要 (1)关键词 (1)第一章引言 (2)第二章硬件系统设置 (3)2.1硬件系统原理图 (3)2.2芯片资料介绍 (4)2.2.18253芯片 (4)2.2.1.1 8253内部计数器的3个引脚 (4)2.2.1.2 8253的工作方式 (4)2.2.1.3 8253的编程 (4)2.2.28255芯片 (5)2.2.2.1 连接外设的数据端口 (5)2.2.2.2 8255工作方式 (5)2.2.2.3 8255的编程 (5)2.2.38259芯片 (6)2.2.3.1 8259的编程及操作方式 (6)2.2.474LS240芯片 (7)2.2.4.1 74ls240内部结构 (7)2.2.4.2 芯片介绍 (7)2.2.575452芯片 (7)2.2.5.1 75452内部结构 (7)2.2.5.2 芯片介绍 (8)2.3线路连线 (8)2.3.1 实验连线 (8)2.3.2 时钟脉冲的产生 (8)2.3.3 键盘的设置 (9)2.3.4 LED显示器的设置 (10)第三章软件系统设置 (12)3.1程序流程图 (12)3.1.1 主程序流程图 (12)3.1.2 ‘0’ 处理流程图（开始计时） (13)3.1.3 ‘1’处理流程图（名次存储） (13)3.1.4 ‘2’ 处理流程图（显示成绩） (14)3.1.5‘3’处理流程图（比赛结束1） (15)3.1.6 ‘4’处理流程图（比赛结束2） (15)1微机原理与接口技术课程设计3.1.7 中断处理流程图 (16)3.2参数信息 (17)第四章课程设计总结 (18)4.1心得体会 (18)4.2源程序清单 (19)4.3参考文献 (25)2微机原理与接口技术课程设计摘要数字式秒表是一种用于体育中田径比赛的一种计时装置。
本次课程设计是做一个数字式秒表，主要是利用8253作为定时器，为秒表提供定时脉冲，使用7段码显示器作为秒表时间显示，用键盘控制秒表。
c51数字秒表课程设计
c51数字秒表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解C51单片机的基本原理，掌握数字秒表的硬件设计及编程方法。
2. 学生能够运用C语言编写程序，实现秒表的启动、停止、计时的功能。
3. 学生了解数字秒表在实际应用中的重要性，如时间测量、实验数据记录等。
技能目标：1. 学生能够运用所学的C51知识，设计并实现一个具有基本功能的数字秒表。
2. 学生通过实际操作，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
3. 学生能够运用所学知识，对数字秒表进行调试和优化，提高程序运行效率。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对单片机编程的兴趣，提高学习主动性和积极性。
2. 学生通过合作完成任务，培养团队协作能力和沟通能力。
3. 学生在解决问题的过程中，培养坚持不懈、勇于探索的精神。
本课程针对高年级学生，结合C51单片机课程内容，注重理论与实践相结合。
课程设计旨在帮助学生巩固所学知识，提高动手实践能力，培养解决实际问题的能力。
通过数字秒表的设计与实现，让学生充分体会单片机编程的乐趣，激发学生的学习兴趣，为后续课程学习打下坚实基础。
同时，课程强调团队协作和情感态度的培养，使学生在学习过程中形成积极向上的人生态度。
本章节教学内容主要包括以下几部分：1. C51单片机原理回顾：复习C51单片机的硬件结构、工作原理及编程基础，重点掌握I/O口编程、定时器/计数器等知识点。
2. 数字秒表的硬件设计：介绍数字秒表的硬件组成，包括单片机、时钟电路、显示电路等，分析各部分功能及相互关系。
3. 数字秒表的编程实现：学习如何使用C语言编写程序，实现数字秒表的功能。
内容包括：- 定时器/计数器的配置与使用；- 按键扫描程序编写；- 数码管显示程序编写；- 秒表功能模块设计（启动、停止、计时）。
4. 教学案例分析与实践：结合教材案例，分析数字秒表的设计过程，引导学生动手实践，完成一个具有基本功能的数字秒表设计。
5. 调试与优化：介绍程序调试方法，指导学生运用调试工具，对数字秒表程序进行调试和优化，提高程序运行效率。
数字秒表课程设计说明书
1概述1.1课程设计的目的课程设计的目的主要是通过设计环节的实际训练，加深学生对该课程基础知识和基本理论的理解和掌握，培养学生综合运用所学知识的能力，使之在理论分析、设计、计算、制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及计算机应用能力等方面得到初步训练，促进学生养成严谨求实的科学态度。
1.2课程设计的技术要求(1)设计一个能测量八名运动员短跑成绩的数字秒表。
要求用四位数码管显示时间，格式为00:00s。
(2)秒表设置九个开关输入（清零开关一个和记录开关八个）。
按下记录开关，将当前计数时间暂存并显示在数码管上。
(3)确定设计方案，按功能模块的划分选择元器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。
2数字秒表的设计与制作2.1设计方案选择本系统主要由555 定时器构成的多谐震荡电路，以74LS90芯片为核心的多功能计数器，以及以74LS48 和LED 共阴极数码管为核心的译码驱动显示电路等组成。
通过555 定 时电路产生一个100HZ 的脉冲信号（其对应最小计时单位0.01S ），在脉冲发生由高电平到低电平变化时驱动低位计数器进行计数，在驱动译码显示的同时，满进制向高位发出进位信号并自身清零。
可以通过外围控制电路实现对秒表的清零和显示暂停等功能。
本设计可以有以下几种常见的设计思路：其一是始终发生电路采用固定频率的晶振实现脉冲信号的产生，在经过分频器实现分频，最终得到100HZ 的信号。
其二是计数电路的设计可以通过74LS92 和74LS160实现，也可以由74LS290 实现，最终确定采用74LS90方案，因为此计数不需要进行置数（除了清零），因此采用74LS90比较简洁。
2.2系统模块组成数字秒表主要由多谐振荡电路、计数电路、寄存电路和译码显示电路组成。
系统组成框图如下图所示：图2.2.1 系统组成框图2.3系统功能要求（1）具有始终秒表系统功能要求显示功能，用四个数码管分别显示秒和分；（2）具有3种功能状态：系统时间运行状态，系统时间至零状态，暂存显示状态，通过输入控制信号可以使系统在这3个状态之间切换，使数码管显示相应状态的时间；（3）秒采用100进制计数，当计数到99时又会恢复为00；百分秒采用100进制计数，当计数到99时，向上进位并恢复00。
数字式秒表的课程设计报告
数字式秒表的课程设计报告目录第一章系统概述------------------------------------------------------------------------------1 1.1系统设计思路与总体方案--------------------------------------------------------------1 1.2总体工作过程-----------------------------------------------------------------------------2 1.3各功能块的划分和组成-----------------------------------------------------------------2 1.4芯片简介-----------------------------------------------------------------------------------2 第二章单元电路的设计和总体分析------------------------------------------------------9 2.1毫秒信号的发生电路--------------------------------------------------------------------9 2.2分、秒、毫秒计数电路-----------------------------------------------------------------10 2.3组合设计-----------------------------------------------------------------------------------12第三章总体电路的设计与安装------------------------------------------------------------15 3.1 PCB电路板的制作----------------------------------------------------------------------15 3.1安装调试的步骤--------------------------------------------------------------------------16 3.2遇到的主要的问题及注意事项--------------------------------------------------------17 第四章总结------------------------------------------------------------------------------------18 附录1元器件明细表------------------------------------------------------------------------19 附录2总原理接线图------------------------------------------------------------------------19 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------20第一章系统概述1.1系统设计思路与总体方案通过对设计要求的分析，应用相关的数字电子电路方面的知识画出原理图，检查无误后，将原理图在EWB中仿真，验证通过无误后，可以考虑使用何种方案来实现设计电路。
数字秒表课程设计
一．设计要求设计并制作一个数显电子秒表，要求：1）能直接显示“分”“秒”“毫秒”的电子秒表；2) 要求最大能显示9”59’999；3）能通过按键启动计时，并能通过按键停止计时，并保留显示计时时间；4）能通过按键复位。
二．题目分析：数字秒表是一种常用的秒计时装置，它能实现手控记秒、停摆、清零功能，它的设计原理就是利用数字逻辑中的知识。
通过对该数字秒表的设计要求的分析，设计的此数字秒表主要由信号发生器、分频器、译码器、十进制计数器、六十进制计数器、一千进制计数器、控制电路组成。
在整体秒表中最关键的如何获得一个精确的1000HZ计时脉冲。
除此之外，数字秒表还需要有清零控制端以及启动控制端，以便数字时钟能随意启动计时、停止计时以及暂停计时。
分频器用来产生1000HZ计时脉冲；十进制计数器是用来对分进行计数；六十进制计数器是用来对秒进行计时，一千进制计数器是用来对毫秒进行计时；译码器是完成对7段数码管显示的控制。
按计数要求，须用数码管来做显示器，题目要求最大能显示9ˊ59〞999，需要六个数码管，超过最大显示的数字要重新从0开始计数。
复位开关用来使计时器清零，并做好清零准备，复位开关可以在任意情况下使用，即使在计数过程中，只要按一下复位开关，计时进程终止，并对计时器清零。
三．总体方案：因为数字秒表，所以必须有一个数字显示。
按设计要求，须用七段数码管来做显示器。
题目要求最大记数值为9”59’999，那则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.001秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。
选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。
由于晶体振荡器产生的脉冲更加的稳定，所以我们选择用晶体振荡器产生脉冲。
CP脉冲是由晶体振荡器构成的多谐振荡器，产生1000HZ脉冲。
秒计数60进制，分计数10进制，毫秒计数1000进制，输出为6片与CD4511芯片匹配的6片共阴极数码管，最大计时时长为9ˊ59〞，超过最大显示的数字要重新从0开始计数。
数字秒表课程设计报告
一、设计任务与要求①能实现自动计数、进位和清零。
②能实现手动复位。
③能实现秒表的暂停和回复。
二、方案论证与选择（1）脉冲的接法1-1555定时器的管脚接法（c ）直观图1-2 555定时器的工作功能表（2）计数器有了时间标准“秒”信号后，就可以根据设计要求设定时、分、秒计数器：分和秒计数器都采用60进制计数器，时采用24进制的计数器，都可采用74LS160来实现。
74LS160是十进制同步加法计数器。
1-3 74LS160逻辑功能由逻辑图与功能表知，在74LS160中LD为预置数控制端，D0-D3为数据输入端，C为进位输出端，RD为异步置零端，Q0-Q3位数据输出端，EP和ET为工作状态控制端。
当RC=0时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响。
当RC=1、LD=0时，电路工作在预置数状态。
这时门G16-G19的输出始终是1，所以FF0-FF1输入端J、K的状态由D0-D3的状态决定。
当RC=LD=1而EP=0、ET=1时，由于这时门G16-G19的输出均为0，亦即FF0-FF3均处在J=K=0的状态，所以CP信号到达时它们保持原来的状态不变。
同时C的状态也得到保持。
如果ET=0、则EP不论为何状态，计数器的状态也保持不变，但这时进位输出C等于0。
当RC=LD=EP=ET=1时，电路工作在计数状态。
从电路的0000状态开始连续输入16个计数脉冲时，电路将从1111的状态返回0000的状态，C端从高电平跳变至低电平。
利用C端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。
(3)输出及显示模块（数码管及74LS47和电阻构成）两个74LS47分别连接成十进制计数器，一个输出十分之一秒，一个输出秒，并通过两个译码器显示00-59秒的秒表数值。
图1-4 显示模块的接线图（4）计数的暂停和手动复位的控制所谓的暂停就是停止脉冲的输出，没有脉冲显示数码管的示数就会停止，再接入脉冲则数码管的示数继续走动。
数字秒表课程设计及仿真
数字秒表课程设计及仿真一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字秒表的基本原理，掌握其计时功能的工作机制。
2. 学生能描述数字秒表电路的组成，包括时钟电路、触发器、计数器等关键元件。
3. 学生能够运用所学知识，分析并解释数字秒表中时间测量的精度和误差来源。
技能目标：1. 学生能够运用仿真软件设计并搭建一个简单的数字秒表电路模型。
2. 学生通过实际操作，学会设置数字秒表，进行时间的测量和记录，掌握基本的时间计算方法。
3. 学生能够利用仿真工具对数字秒表电路进行调试，解决简单的故障问题。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子科技的兴趣，增强对科学探究的热情。
2. 学生能够在小组合作中发展团队协作精神，学会相互尊重和交流分享。
3. 学生通过实际操作和问题解决，培养面对挑战的积极态度和解决实际问题的自信心。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，结合理论教学与实际操作，强调知识的应用与创新。
学生特点：考虑到学生年级特点，课程设计将结合学生的好奇心和动手能力，通过形象直观的仿真实验，激发学生的学习兴趣。
教学要求：教学过程中应注重理论与实践相结合，强调知识的应用和技能的培养，通过课程学习，使学生能将所学知识内化为解决实际问题的能力。
教学评估将基于学生在课程中的具体学习成果进行。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字秒表基本原理：介绍数字秒表的计时原理，分析时钟电路、触发器、计数器等关键元件的工作原理。
2. 数字秒表电路组成：详细讲解数字秒表的电路结构，包括时钟电路、控制电路、显示电路等组成部分。
3. 仿真软件应用：教授学生如何使用仿真软件，搭建数字秒表电路模型，并进行调试。
4. 实践操作：指导学生进行数字秒表的设置、时间测量和记录，以及基本的时间计算方法。
5. 故障分析与解决：教授学生如何分析数字秒表电路中的常见故障，并运用所学知识解决问题。
教学内容安排如下：第一课时：数字秒表基本原理及电路组成1. 介绍计时原理和关键元件2. 分析电路结构及工作原理第二课时：仿真软件应用与实践操作1. 搭建数字秒表电路模型2. 进行仿真调试和实际操作第三课时：故障分析与解决1. 分析常见故障及其原因2. 解决实际问题，提高操作技能教学内容与教材关联性：本课程内容紧密联系教材中关于数字电路、计时器等方面的知识，确保学生所学内容的科学性和系统性。
数字秒表课程设计报告
目录数字秒表设计实验任务书 (1)一、设计实验目的： (1)二、设计实验说明及要求： (1)三、数字秒表组成及功能： (1)四、系统硬件要求： (1)五、设计内容及步骤： (2)六、硬件实现 (2)实验报告 (2)一、数字秒表顶层设计 (2)二、数字秒表内部设计 (3)1、分频器 (3)2、十进制计数器 (4)3、六进制计数器 (5)4、二十四进制计数器 (7)5、数据选择和数码管选择模块 (8)6、数码管驱动模块： (9)三、数字秒表仿真波形 (11)四、硬件验证 (11)五、实验总结 (11)数字秒表设计实验任务书一、设计实验目的：在MAX+plusII软件平台上，熟练运用VHDL语言，完成数字时钟设计的软件编程、编译、综合、仿真，使用EDA实验箱，实现数字秒表的硬件功能。
二、设计实验说明及要求：1、数字秒表主要由：分频器、扫描显示译码器、一百进制计数器、六十进制计数器（或十进制计数器与6进制计数器）、十二进制计数器（或二十四进制计数器）电路组成。
在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的100H Z 计时脉冲，除此之外，数字秒表需有清零控制端，以及启动控制端、保持保持，以便数字时钟能随意停止及启动。
2、数字秒表显示由时（12或24进制任选）、分（60进制）、秒（60进制）、百分之一秒（一百进制）组成，利用扫描显示译码电路在八个数码管显示。
3、能够完成清零、启动、保持（可以使用键盘或拨码开关置数）功能。
4、时、分、秒、百分之一秒显示准确。
三、数字秒表组成及功能：1、分频率器：用来产生100H Z计时脉冲；2、二十四进制计数器：对时进行计数；3、六进制计数器：分别对秒十位和分十位进行计数；4、十进制计数器：分别对秒个位和分个位进行计数；5、扫描显示译码器：完成对7字段数码管显示的控制；四、系统硬件要求：1、时钟信号为10MHz；2、FPGA芯片型号EPM7128LC84—15、EP1K30TC144—3或EP1K100QC208—3（根据实验箱上FPGA芯片具体选择）；3、8个7段扫描共阴级数码显示管；4、按键开关（清零、启动、保持）；五、设计内容及步骤：1、根据电路持点，用层次设计概念。
数字式秒表的课程设计
《电子技术》课程设计报告题目数字式秒表学院（部）电控学院专业自动化班级32010701学生姓名罗天美学号3712 月14 日至12 月24 日共2 周指导教师（签字）肖梅前言本课程设计是进一步的数电学习，是数电知识在实际生活当中的主要应用之一，我们本着学以致用的原则，对学过的知识进行进一步的深化理解，以达到最终掌握的目的。
因此本课程设计通过对所学电路的比较分析，选择最优方案，通过这个应用实例，我们在掌握有关知识的过程当中，即可以提高学习兴趣，又可以对数字集成电路器件的使用形成一个完整的概念。
本课设中的各项模块，没有不以仿真软件的结果为实际支撑，这样做的目的可以锻炼我们的动手能力。
在本次课程设计当中，我们通过上网查询我们这个题目的有关资料之外，还通过在图书馆找寻相关书籍，以及我们数电课本和数电实验指导书等众多途径获得相关资料。
首先，秒表的分辨率为0.01秒，故要获得频率为100 HZ的基准毫秒脉冲；其次，分、毫秒计数器为100进制计数器，秒计数器为60进制计数器，还要通过译码器对计数器的输出进行译码，再通过七段数码管进行最后的时间显示。
最后，用一个控制键实现秒表的启动/暂停/继续计数功能，用另一个控制健实现秒表的清零功能。
分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的数字秒表。
在秒表的设计过程中，杨莎莎，李勇霞，罗天美为一组，罗天美负责获取基准脉冲的电路的设计，杨莎莎负责控制电路选择这个模块功能实现的设计，李勇霞同学负责计数□译码□显示单元的设计，而设计的整体框图和最后的总图连接由我们三人共同讨论决定。
最终，经过我们三人的共同努力，实现了要求的功能的逻辑设计，尽管，在最终的仿真阶段还有一些问题未能解决。
在此过程当中，因为我们知识有限，不免会有错误出现，还望老师批评指正。
目录摘要 (5)第一章系统概述 (6)1.1 数字式秒表的设计意义 (6)1.2 数字式秒表的设计要求与分析 (6)1.3 设计方案论证 (6)1.4 总体设计方案框图及分析 (6)第二章单元电路的设计与分析 (7)2.1 基准脉冲的获取 (7)2.2 控制电路的选择 (12)2.3 计数、译码、显示单元的设计 (14)第三章整体电路图 (19)3.1 总体电路图 (19)第四章体会与收获 (19)4.1 遇到的问题及解决方案 (19)4.2 心得体会 (20)参考文献 (21)元器件明细表 (21)鸣谢 (21)附图 (22)摘要本次的设计任务是一个数字秒表，而秒表与普通的钟表不同，它的目的是对从某一时刻到另一时刻的时间间隔进行计时。
数字秒表课程设计报告心得
数字秒表课程设计报告心得一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字秒表的基本概念，掌握其工作原理和功能。
2. 学生能够运用数字秒表进行计时，进行时间加减运算，并解决实际问题。
3. 学生了解数字秒表在日常生活和体育竞技中的应用。
技能目标：1. 学生掌握数字秒表的操作方法，包括启动、停止、复位等功能。
2. 学生能够运用数字秒表进行简单的时间测量，提高实际操作能力。
3. 学生能够通过数字秒表进行时间数据分析，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字秒表及相关电子产品的兴趣，激发学习科学技术的热情。
2. 培养学生严谨、细心的实验态度，养成良好的实验习惯。
3. 增强学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程为四年级科学课的实验部分，结合数字秒表的实际应用，培养学生动手操作能力和实践探究能力。
学生特点分析：四年级学生具备一定的科学知识和实验技能，对新鲜事物充满好奇，但操作能力和数据分析能力有待提高。
教学要求：1. 注重实践操作，让学生在实际操作中掌握数字秒表的使用方法。
2. 引导学生运用数字秒表进行时间测量，培养学生的实际应用能力。
3. 结合日常生活和体育竞技，提高学生对数字秒表价值的认识。
二、教学内容1. 数字秒表的基本概念与原理：- 介绍数字秒表的结构、工作原理及功能。
- 解释数字秒表的计时单位及精度。
2. 数字秒表的操作与应用：- 演示数字秒表的启动、停止、复位等基本操作。
- 指导学生进行实际操作，如测量短距离跑步、跳远等运动的时间。
3. 时间数据的处理与分析：- 教授如何记录和处理数字秒表测量得到的时间数据。
- 引导学生运用数据分析解决实际问题，如计算平均速度、比较运动成绩等。
4. 数字秒表在生活中的应用：- 讲解数字秒表在日常生活中的应用，如烹饪、运动锻炼等。
- 分析数字秒表在体育竞技中的作用，如计时、评分等。
教材章节关联：本教学内容与四年级科学教材中“时间与运动”章节相关，涉及时间测量、数据分析等内容。
简易数字秒表课程设计
《电子设计自动化》课程设计汇报学校：专业：班级：姓名：指导教师：12 月16 日目录1.课程名称 (2)2.设计任务和规定 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计规定 (2)3.措施选择与论证 (2)3.1方案选择 (2)3.2方案论证 (2)4.方案旳原理图 (3)4.1方案原理图 (4)4.2总体电路图，布线图以及阐明 (5)4.3单元电路设计及阐明 (5)5.电路调试 (8)6.收获体会、存在问题和深入旳改善意见 (9)简易数字秒表1.课程名称：《简易数字秒表》2.设计任务和规定2.1设计任务：数字式秒表实现简朴旳计时与显示，按下启动键开始清零计时，按下停止键，计时停止。
具有“ 分”（00—59）“秒”( 00—59）数字显示，辨别率为1 秒。
计时范围从 00分 00 秒到 59 分 59 秒。
2.2设计规定：阅读有关科技文献，上网搜索有关资料，设计多种方案设计，予以论证，最终选择最佳方案。
1、将提供旳1024hz旳方波源转换成1hz 旳方波源。
2、秒表旳范围为0-59分59秒。
3、最终用数码管显示。
3. 措施选择与论证3.1.方案选择在设计之初，我们有两个方案，都实现了59分59秒旳成果，不过通过小组组员旳讨论，一致选定采用方案二，该方案是在Proteus软件环境下实现旳秒表计时功能，就制作上较方案一还是很不错旳。
3.2. 方案论证我们重要采用74LS90芯片和555计时器，74LS90 是二 -- 五十进制计数器，根据进制转换，很好旳实现了六进制旳功能，参照了各有关书籍及网上旳某些资料，我们做好了目前旳电路图，通过仿真，我们到达了预期旳成果。
4.方案旳原理图方案设计一：4.1方案原理框图：4.2总体电路图，布线图以及阐明：阐明：上图是用EWB软件仿真旳简易秒表设计旳总体电路图，主体部分采用4片74LS160芯片构成进位计数器，据其引脚功能连线并设置对应使能和触发端；其中两个与非门是通过反馈输出进行6进制旳控制，两个与门实现高位两片74LS160旳使能控制，到达秒表计数旳功能。
60秒数字秒表课程设计
60秒数字秒表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字秒表的基本原理，掌握其计时功能的使用方法。
2. 学生能够运用数学知识，进行时间计算，准确地读取和转换秒表显示的时间。
3. 学生理解时间单位秒的概念，并将其与日常生活中的时间感知相结合。
技能目标：1. 学生能够熟练操作数字秒表，进行开始、停止、复位等基本功能的使用。
2. 学生通过实践，提高对时间分配与管理的能力，培养准确计时的技能。
3. 学生能够设计并实施简单的计时实验，通过数据收集与分析，锻炼科学探究能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对时间的尊重意识，增强时间管理的重要性认识，形成良好的时间观念。
2. 学生在合作完成计时任务时，培养团队协作精神和公平竞争意识。
3. 学生通过对时间的精确测量和计算，体验科学探究的乐趣，激发对科学学习的兴趣。
课程性质：本课程为小学四年级科学课程的一部分，结合数学知识与科学实验，提高学生对时间概念的理解。
学生特点：四年级学生对时间有基本的认识，动手操作能力较强，对科学实验有较高的兴趣。
教学要求：通过直观的教学活动和实验操作，使学生在实践中掌握知识，提高技能，并在情感态度上得到培养。
教学设计应注重实践性与互动性，确保学生能够达成具体的学习成果，并通过有效评估手段进行学习效果的评价。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，设计以下教学大纲：1. 数字秒表的基本原理- 介绍秒表的构造及工作原理。
- 理解数字显示和时间计算的基础知识。
2. 数字秒表的操作方法- 学习开始、停止、复位等功能键的使用。
- 掌握如何读取和记录秒表上的时间数据。
3. 时间单位秒的认识- 深化对秒作为时间单位的概念理解。
- 通过实例展示秒在生活中的应用。
4. 实践活动：计时实验- 设计简单的计时任务，如测量物体下落时间。
- 实践中引导学生进行数据记录和分析。
5. 时间管理与分配- 引导学生讨论时间管理的重要性。
- 实践活动：在限定时间内完成任务，体验时间分配的效果。
数字式秒表的课程设计定稿
数字式秒表课程设计任务1．主要单元电路参数计算和元器件选择；2．画出总体电路图；3．借助仿真软件在计算机上进行仿真试验；4. 仿真成功后，在插线板上连接好设计的电路并进行调试和测试；5. 最终实现秒表的计时、停止、复位功能。
前言本次课程设计所要实现的三位数字式秒表是电子通信类专业实验环节中最基本的一项设计性实验，也是学生们必须熟练掌握的一项基本技能之一。
数字秒表是采用数字电路实现对分、秒、毫秒进行控制的数字显示计时装置，广泛用于体育比赛中，有很高的实用价值。
该数字计数系统由直流电源、计数电路、0.1秒脉冲发生电路、计数控制电路、锁存译码及数码显示电路组成。
其中核心的部分为0.1秒脉冲发生器、计数、译码及显示电路部分，而其它部分是为了使电子秒表功能更加完善而采取的附加控制部分。
本设计报告由内容摘要、设计目的、设计要求、方案论证、单元电路设计、电路图及电路工作原理、组装调试、设计成果评价、课程设计心得体会、参考文献和元器件清单十一大部分组成，力求将整个系统的设计过程、工作原理、以及心得体会完整的呈现出来。
一、方案论证选择1.1整体电路构思：利用已学的数模电知识进行单元电路的设计，再将各个单元电路进行级联成为整体电路图。
1.2方案1 用专用集成电路设计的秒表电路，应用时钟芯片驱动6位七段发光二极管显示时间。
1.3方案2 由基本数字逻辑单元进行设计,它由振荡器产生一定频率的方波脉冲，之后由分频器对方波脉冲进行分频，以达到设计电路所需的频率脉冲，脉冲作为时钟信号驱动计数器进行计数，最后由译码器译码并在数码管上显示。
备注：（1）图中直流电源的变压器为220V变9V的。
（2）图中的时钟电路由输出脉冲占空比为2/3的NE555定时器组成。
（3）计数电路由三个74LS160组成。
（4）锁存译码电路由三个CD4511组成。
（5）数码显示电路由三个共阴极七段数码显示器，和若干电阻组成。
1.4方案的选择：方案二与已学的数模电知识联系比较紧密，有较好的知识基础，能够将所学知识与实践联系起来，而且电路设计能够模块化，实现也比较简单，所需器件实验室也能够满足，因此最终选择方案二实现本次课程设计。
单片机课程设计--数字式秒表
湖南工学院单片机课程设说明书数字式秒表学生姓名：**系部：电气与信息工程系指导教师：**专业：自动化班级：自本1001班完成时间：2012年12月18号目录第1章数字式秒表的设计介绍 (1)1.1设计任务及功能要求 (1)1.2数字式秒表的方案介绍及工作原理说明 (1)第二章数字式秒表硬件系统的设计 (3)2.1 AT89S52芯片的介绍 (3)2.2 时钟电路的介绍 (4)2.3 复位电路的介绍 (4)2.4 键盘电路的介绍 (5)2.5 驱动及显示电路的介绍 (6)2.6 单片机下载口电路 (6)第三章数字式秒表软件系统的设计 (7)3.1 数字式秒表使用单片机资源情况 (7)3.2 主程序流程图 (8)3.3 秒表的工作流程图 (9)3.4 显示程序流程图 (10)3.5 按键扫描流程图 (11)3.6软件系统程序清单 (11)第4章设计结果及误差分析 (12)4.1 数字式秒表的设计结论及使用说明 (12)4.2 调试软件介绍 (12)4.3 程序仿真与结果 (13)4.4 KEIL uVision3简介 (15)4.5 proteus的简介 (15)4.5 误差分析及解决方法 (16)第五章数字式秒表的设计体会及课程教学建议 (17)5.1 秒表的课程设计体会 (17)5.2 课程教学建议 (17)参考文献 (19)附录A 原理图 (20)附录B PCB图、布局图、实物图 (21)附录C 程序 (24)附录 D 元器件清单 (26)第1章数字式秒表的设计介绍1.1设计任务及功能要求由单片机接收小键盘控制递增计时，由LED 显示模块计时时间，显示格式为 00-59（分）00-59（秒）.00-99(毫秒)，精确到0.01s的整数倍。
绘制系统硬件接线图，并进行系统仿真和实验。
画出程序流程图并编写程序实现系统功能。
使用单片机AT89S52作为主要控制芯片，以四位一体共阳极数码显示管通过三极管驱动作为显示部分，设计一个具有特定功能的数字式秒表。
数字秒表微秒课程设计
数字秒表微秒课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字秒表的基本概念，掌握其计时原理和显示方式；2. 学生能够运用数字秒表进行简单的时间测量，并准确读取微秒级时间；3. 学生了解数字秒表在实际应用中的优势和局限。
技能目标：1. 学生掌握数字秒表的操作方法和使用技巧；2. 学生能够运用数字秒表进行科学实验的数据采集，并进行简单的数据分析；3. 学生能够通过实际操作，提高自己的动手能力和实验技能。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对时间的尊重和珍惜，意识到时间的宝贵；2. 学生通过数字秒表的学习，增强对科学实验的热爱和探究精神；3. 学生在小组合作中，学会互相尊重、沟通与协作，培养团队精神。
课程性质：本课程为科学实验课，结合数学和物理知识，通过实际操作，让学生掌握数字秒表的使用。
学生特点：六年级学生具备一定的数学和物理基础，对科学实验充满好奇，喜欢动手操作。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的实际操作能力和团队合作能力，提高学生的科学素养。
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。
二、教学内容1. 数字秒表基本概念：介绍秒表的定义、分类及数字秒表的特点；- 教材章节：第二章第三节“时间及其测量”2. 数字秒表计时原理：讲解数字秒表的工作原理、显示方式及精确度；- 教材章节：第二章第四节“数字电路及其应用”3. 数字秒表操作方法：教授数字秒表的使用步骤、操作技巧及注意事项；- 教材章节：实验指导手册第三章“实验器材的使用”4. 实际应用案例：展示数字秒表在科学实验、日常生活等方面的应用实例；- 教材章节：第四章第一节“时间的应用”5. 数据采集与分析：指导学生使用数字秒表进行实验数据采集，并进行简单的数据分析；- 教材章节：实验指导手册第四章“实验数据的收集与处理”6. 小组讨论与总结：组织学生进行小组讨论，分享实验心得，总结数字秒表的使用技巧；- 教材章节：第五章第二节“科学探究与合作学习”教学内容安排和进度：共4课时，第1课时介绍数字秒表基本概念和计时原理；第2课时教授数字秒表操作方法和注意事项；第3课时进行实际应用案例分析和数据采集；第4课时进行小组讨论与总结。
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前言数字式秒表是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，无机械装置，具有较长的使用寿命，因此得到了广泛的使用,本文介绍了利用中小规模集成电路和半导体器件进行数字式秒表的设计。
本设计中数字秒表的最大计时是99分59.99秒，分辨率为0.01秒，由数码管显示，具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能。
在本设计中由六片74LS160构成两个100进制计数器和一个60进制计数器来实现秒表的计数功能。
由于需要比较稳定的信号，我们用555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器产生100Hz的信号，最后在电路中加入了两个控制开关一个控制电路的启动和暂停；另一个控制电路的清零。
二进制数及二进制代码是数字系统中信息的主要表示形式，与，或，非三种基本逻辑运算是逻辑代数的基础，相应的逻辑门成为数字电路中最基本的元件。
数字电路的输入，输出信号为离散数字信号，电路中电子元器件工作在开关状态。
除此之外，由与，或，非门构成的组合逻辑功能器件编码器，译码器，数字分配器，数字选择器，加法器，比较器以及触发器是常用的器件。
与模拟技术相比，数字技术具有很多优点，这也是数字技术取代模拟技术被广泛使用的原因。
在本次设计中，第一章进行了系统概述，对系统所需要的元件及系统组成进行了概述。
第二章为单元电路与分析，我们着重分析了秒信号发生器、消抖电路、消抖电路、译码部分和数码管，对系统各个组成部分进行了细致的论述与方案对比，选出了最佳的系统组成方案。
第三章我们附加了multisim环境下仿真的系统总电路图，仿真结果证明我们的系统设计方案合理，完成了设计的所有要求。
此次课设更是加深了我们对数字技术的理解和认识，使我们对所学知识有了进一步深刻的了解。
目录题目摘要关键词设计要求 (3)第一章系统概述 (3)第二章单元电路与分析 (4)2.1 秒信号发生器 (4)2.1.1 555定时器的功能 (4)2.1.2 555构成的多谐振荡器 (5)2.1.3 多谐振荡器的仿真图 (6)2.2 消抖电路 (6)2 .3 分、秒、毫秒计数器电路设计 (6)2.3.1 选择计数器的方案 (6)2.3.3 计数器最终连线图 (7)2.4译码部分 (8)2.4.1 译码器的基本原理 (8)2.4.2 方案的提出 (8)2.4.4 74LS48的功能介绍 (9)2.4.3 方案对比与选择 (11)2.5 数码管 (11)2.5.1 七段数码管工作原理 (11)2.5.2 七段数码管内部结构介绍 (12)2.5.3 显示器匹配电路图 (13)2.5.4 译码器与数码管匹配电路的仿真图 (13)第三章系统综述、总体电路图 (13)3.1 总电路图 (14)第四章结束语 (15)4.1 总结语 (15)4.2 故障分析 (15)参考文献 (16)元器件明细表 (16)鸣谢 (17)收获与体会 (17)评语 (19)数字式秒表摘要：数字式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
按设计要求，用数码管来做显示器。
题目要求最大记数值为99，59，99，那则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。
选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。
其核心部分使用六个74160计数器采用串联方式构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。
CP脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器，产生100赫兹脉冲，如果精度要求高，也可采用石英振荡器。
关键词：计数器，译码器，显示器，555定时器,多谐振荡器设计要求：1．秒表最大计时值为99分59.99秒；2．6位数码管显示，分辨率为0.01秒；3．具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能；4．控制操作键不超过二个。
一、系统综述按设计要求，须用数码管来做显示器。
题目要求最大记数值为99.59.99，则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。
选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。
其核心部分使用六个74160计数器采用串联方式构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。
由于555定时器的比较器灵敏度较高，输出驱动电流大，功能灵活，再加上电路结构简单，计算比较方便，所以CP脉冲是由555多谐振荡器产生的。
数字式秒表实际上是一个频率（100HZ）进行计数的计数电路。
由于数字式秒表计数的需要，故需要在电路上加一个控制电路，该控制电路清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能，同时100HZ的时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
数字电子钟的总体图如图所示。
由图可见，数字电子钟由以下几部分组成：555振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；防抖开关；秒表控制开关；一百进制秒、分计数器、六十进制秒计数器；以及秒、分的译码显示部分等。
长期在开关状态下工作的高频开关电源容易受高次谐波的干扰，为了抵抗干扰，保持电路的稳定性，我们引入了消抖电路。
消抖原理：具有锁存功能所致，由两个集成与非门元件构成。
接在机械开关K的后面，防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。
图1-1 原理流程图二、单元电路设计§2.1秒信号发生器§2.1.1 555定时器的功能555定时器组成如下：图2-1-1 555定时器电路结构图§2.1.2 555构成的多谐振荡器当接通电源Ucc后，电容C上的初始电压为0 ，比较器C1、C2输出为1和0，使Uo=1,使放电管T截止，电源通过R1、R2向C冲电。
Uc上升至2Ucc/3时，RS触发器被复位，使Uo=0,T导通，电容C通过R2到地放电，Uc开始下降，当Uc降到Ucc/3时，输出Uo又翻回到1状态，放电管T截止，电容C又开始充电。
如此周而复始，就可在3脚输出矩形波信号。
图2-1-2 555构成的多谐振荡器电路图图2-1-3 555多谐振荡器工作波形§2.1.3 多谐振荡器仿真图根据设计要求，我们需要产生一个频率为100HZ的信号，由于f=1/T,带入可以算出R1=R1=4.8KΩ,在仿真软件上仿真的时候我们可以设置电阻为4.7KΩ，加上一个1KΩ的电位器来调节脉冲信号的精确度。
我们就可以得到一个频率为100HZ的脉冲了图2-1-4 555构成多谐振荡器仿真图§2.2 消抖电路长期在开关状态下工作的高频开关电源容易受高次谐波的干扰，为了抵抗干扰，保持电路的稳定性，我们引入了消抖电路。
消抖原理：具有锁存功能所致，由两个集成与非门元件构成。
接在机械开关K的后面，防止开关K在打开和闭合时一些假信号串入逻辑电路。
图2-2-1 消抖开关图§2.3 分、秒、毫秒计数器电路设计§2.3.1选择计数器的方案这里我们选择用计数器74LS160芯片，通过乘数法或反馈置数法构成100进制和60进制计数器。
经方案论证，本课程计数器选择方案如下：●100进制计数器乘数法：将两片74LS160计数器直接级联则可得到100进制计数器。
其电路连接如图2-3-1图2-3-1●60进制计数器乘数法：将一片74LS160设置成六进制计数器，再将其与一片74LS160级联，即可得到一个60进制计数器。
其电路连接如图图2-3-274LS160是十进制计数器，设计一百进制计数器只需将两片74LS160级联即可，而74LS161是十六进制计数器，其一百进制计数器的连接相对而言较复杂。
对于六十进制计数器，从电路图中我们同样可以知道74LS160 的连接比74LS161的连接简单，相对而言所需的元器件也少。
综上，我们选择选择了用74LS160计数器。
§2.3.2计数器最终连线图一百进制和六十进制计数器之间、六十进制和一百进制之间的接法如下图2-3-5所示图2-3-5§2.4 译码部分§2.4.1 译码器的基本原理译码部分由译码器完成，译码器是将输入的二进制码转变为特定信号输出的电路。
译码是编码的逆过程。
译码器是一种多输出的组合逻辑电路。
从原理上，它是把N个输入变量变换为它所对应的M个输出状态。
每输入一组二进制代码，在M个输出状态中最多有一个为“1”（其余为“0”）或者有一个为“0”（其余为“1”）。
译码器的输入端数n和输出端数m有如下关系：2n m，2n=m时，称为全译码；当2n>m时,称为部分译码。
§2.4.2 方案的提出方案一：利用7447七段显示译码器7447七段显示译码器输出为低电平有效，用以驱动共阳极数码管。
逻辑符号见图9，其功能表见表2。
7447有4个 BCD码输入端 A、B、C和D，其中 D 为最高有效位，A为最低有效位，它们分别与输出端口中的4位相连。
7447的7个输出引脚 a～g直接与 LED的相应引脚相连。
当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1,此时数码管显示数字‘日’。
BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。
图2-4-17447显示译码器1.要求0—15时，灭灯输入（BI）必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制数零，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。
2.将一低电平直接输入BI端，则不管其他输入为何电平，字形处于熄灭状态。
3.当动态灭灯输入（RBI）和A,B,C,D输入为低电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都为0。
4.当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。
方案二：利用74LS48显示译码器74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。
其管脚功能如图2-4-2所示图2-4-2. 74LS48管脚图§2.4.3 74LS48功能介绍74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，74LS48还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。
其功能表如下表2-4-174LS48引脚功能表—七段译码驱动器功能表十进数 或功能 输入BI/RBO 输出 备注</TD< TR> LT RBI D C B Aa b c d e f g 0H H 0 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 0 1 1H x 0 0 0 1 H 0 1 1 0 0 0 0 2H x 0 0 1 0 H 1 1 0 1 1 0 1 3H x 0 0 1 1 H 1 1 1 1 0 0 1 4H x 0 1 0 0 H 0 1 1 0 0 1 1 5H x 0 1 0 1 H 1 0 1 1 0 1 1 6H x 0 1 1 0 H 0 0 1 1 1 1 1 7H x 0 1 1 1 H 1 1 1 0 0 0 0 8H x 1 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 1 9H x 1 0 0 1 H 1 1 1 0 0 1 1 10H x 1 0 1 0 H 0 0 0 1 1 0 1 11H x 1 0 1 1 H 0 0 1 1 0 0 1 12H x 1 1 0 0 H 0 1 0 0 0 1 1 13H x 1 1 0 1 H 1 0 0 1 0 1 1 14H x 1 1 1 0 H 0 0 0 1 1 1 1 15H x 1 1 1 1 H 0 0 0 0 0 0 0 BIx x x x x x L 0 0 0 0 0 0 0 2 RBIH L 0 0 0 0 L 0 0 0 0 0 0 0 3 LT L xx x x x H 1 1 1 1 1 1 1 4 由74LS48真值表可获知74LS48所具有的逻辑功能：（1）7段译码功能（LT=1，RBI=1）在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入DCBA 经74LS48译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。