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。
基于数字电路的电子秒表课程设计报告
基于数字电路电子秒表课程设计摘要电子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。
它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。
本次实验所做电子式秒表由信号发生系统和计时系统构成,并具有清零,暂停功能。
由于需要比较稳定的信号，所以信号发生系统555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器构成，信号频率为100HZ。
计时系统由计数器、译码器、显示器组成。
计数器由74 LS160构成，由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器，采用异步进位方式。
译码器由74LS48构成，显示器由数码管构成。
清零,暂停功能由RS触发器构成防抖动开关。
具体过程为：由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号先进入计数器，然后传入译码器，将4位信号转化为数码管可显示的7位信号，结果以“分”、“秒”、“10毫秒”依次在数码管显示出来。
该秒表最大计时值为59分59.99秒，“10毫秒”为一百进制计数器组成，“分”和“秒”为六十进制计数器组成。
关键词：计时精度计数器显示器AbstractElectronic stopwatch is the realization of a digital circuit technology,.It can realize the hour, minute, second timer.It does not have mechanical means and has a longer life, so it has been widely used. The principle is a typical digital circuit, which includes a combination logic circuit and a timing circuit. The experiments can be done by electronic stopwatch constituted by the signal system and timing system, and has cleared pause function. Due to the need of a more stable signal, the signal generating system is constituted by the 555 Timer with the resistors and capacitors, and the signal frequency is 100Hz. Timing system contains the counter, decoder, display. Counter 74 LS160 constituted by the decimal counter the decimal and sexagesimal counter, which uses asynchronous binary. The decoder from 74LS48 constitute display digital tube constitute Cleared, the pause function by the RS flip-flop. Its specific process: the 100Hz pulse signal generated by the crystal oscillator and first into the counter, and then the incoming decoder, a 4-bit signal is converted to 7-bit signal of the digital control can be displayed, the result by "minute", "second", "10 milliseconds" turn on the digital display. The stopwatch timing is 59 minutes, 59.99 seconds, 10 milliseconds is the 150 binary counter, "minute" and "second" is the six decimal counter.Keyword:Timing accuracy counter display目录一、设计任务与要求 (2)二、方案设计与论证 (2)三、单元电路设计与参数计算 (4)1．信号发生器单元电路 (4)2．时钟分频计数单元电路 (6)3．显示及译码单元电路 (11)4．控制电路 (13)四、总原理图及元器件清单 (14)五、结论与心得 (17)六、参考文献 (18)一、设计任务与要求用74系列数字器件设计一个电子秒表,要求:1.以0.01秒为最小单位进行显示。
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。
数字电子技术----电子秒表课程设计
通过以下五个练习熟悉使用multism软件。
1.试利用138译码器产生一组多输出逻辑函数。
2图1-1根据EDA的仿真结果，我了解到三个控制输入端S1,\S2,\S3的状态决定了电路的状态。
当S1=1,\S2=\S3=0时，译码器处于工作状态，否则，译码器被禁止，所有输出端同时出现高电平，而且对应每一组输入代码，只有一个输出端为有效电平，其余输出端为无效电平。
初步掌握了各种元件，控制开关在何处寻找。
2.利用JK触发器构成同步计数器，初态Q3Q2Q1=000.3图1-2通过连接电路及仿真运行，我了解了利用JK触发器构成计数器的原理，同时也了解到触发器的次态仅取决于此时刻输入信号的状态，而其他时刻输入信号的状态对触发器的状态没有影响。
3.555定时器构成的多谐振荡器。
4图1-3通过连接电路及运行仿真，了解到了555定时器构成多谐振荡器产生方波的原理，在实验中我们组成员经过耐心查找，终于在同一示波器中显示输入输出波形。
4．基本放大电路——分压式射极偏置电路5图1-45.实用精密检波放大电路。
图1-5三．通过使用multism软件设计一个能显示1s为最小单位的电子秒表。
1．设计目的：(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)学习数字电路中基本555定时器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。
2．设计任务及说明：电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路。
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。
3.功能要求（1）设计一个具有时、分、秒的数字显示计时器（2）具有校时、校分的功能（3）通过开关功能实现清零、暂停等功能的有效转换设计一个可以满足以下要求的简易秒表(1)秒表由5位七段LED显示器显示，其中一位显示“min”,四位显示“s”，其中显示分辩率为0.01 s。
数字电路课程设计报告数字秒表
数字电路课程设计报告——数字秒表一、设计任务与技术指标：设计数字秒表，以实现暂停、清零、存储等功能。
设计精度为0.01秒。
二、设计使用器件：74LS00 多片74163 4片4511 4片NE555 1片二极管1枚LED 共阴极七段译码器 4 个导线、电阻若干三、数字秒表的构成：利用555 设计一个多谐振荡器，其产生的毫秒脉冲触发74LS163计数，计时部分的计数器由0.01s 位、0.1s 位、s 个位、和s 十位共四个计数器组成，最后通过CD4511 译码在数码管上显示输出。
由“启动和停止电路”控制启动和停止秒表。
由“接地”控制四个计数器的清零。
图1 电子秒表的组成框图四、实现功能及功能特点：（1）、在接通电源后秒表显示00：00，当接通计时开关时秒表开始计时。
（2）、清零可在计时条件下也可在暂停条件下进行。
（3）、解决了在使用163清零端和保持端时由于163默认的清零端优先级高于保持端造成的0.01秒位上无法保持到0.09的技术问题。
（4）、增加了数据溢出功能，由于是4位秒表，最多计到一分钟，当秒表到达一分钟时，秒表自动暂停显示在60：00秒处，此时二极管发亮，起警示灯作用。
清零后则可继续计时。
（5）、由于条件有限，我们自己用导线制作了电源、清零、暂停等开关以减少导线的拔插造成的面板的不美观。
下图为完整课程设计的实物图：五、课程设计原理：本课程设计由模6000计数器和其控制电路组成，模6000计数器功能由同步加法计数器74163和与非门74LS00组成。
74163的功能及用法：74163同步加法计数器具有以下功能：（1）、同步清零功能。
当清零端输入低电平，还必须有时钟脉冲CP的上升沿作用才能使各触发器清零，此过程为同步清零。
（2）、同步并行置数功能。
（3）、同步二进制加计数功能。
（4）、保持功能。
综上所述，74163是具有同步清零、同步置数功能的4位二进制同步计数器。
74163的应用：（1）、构成任意模的计数器将74163与少量门电路结合可构成任意模计数器。
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:李美柳学号：1003741104班级：电子101班指导老师：刘纯天2012年6月（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：（1）秒脉冲的产生CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC 或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
所有的计数器位均为主从触发器。
在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。
在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。
D 2Q5CLK3Q6S4R1U2:A74HC74CLK 1E 2MR 7Q03Q14Q25Q36U3:A4518CLK 9E 10MR 15Q011Q112Q213Q314U3:B4518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）秒计数器的设计十进制同步加法计数器CD4518CD4518/CC4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。
每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。
由表可知，若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CL℃K端输入，ENABLE端置“1”。
RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1～Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。
CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q1为1，Q4为0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q2翻转一次；当Q1=Q2=1时，每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次；当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时，每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。
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。
数电课程设计数字电子秒表设计
1．分频器电路 通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到 0.1Hz 的秒信号输入，需要对
振荡器的输出信号进行分频。图 2.2.1 中的 U1 是一个五进制计数器，对振荡器的输出信 号进行分频。对频率为 50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端 QD 取得周期为 0.1S 的矩形脉冲，作为时间计数单元的时钟输入。单元电路 2.2.5 所示。
TH
TR Rd OUT DIS
×
×
0 0 导通
＞
2 V cc
3
＜
2 V cc
3
×
＞ 1 Vcc
3
＞ 1 Vcc
3
＜ 1 Vcc
3
1 0 导通 1 保持 保持 1 1 截止
图 2.2.3 多谐振荡器电路
多谐振荡器如图 2.2.3 所示。当电路刚接通电源时， 由于 C (C1//C2)来不及充电，555
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。用 555 定时器构成的自激式多谐振荡器， 是一种性能较好的时钟源。 调节电位器 Rp ，使在输出端 3 获得频率为 50HZ 的矩形波信号。 （一） 555 定时器的电路结构及其功能
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。
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。
数字电子技术课程设计--电子秒表的设计
数字电子技术课程设计--电子秒表的设计数字电子技术课程设计课程设计题目：电子秒表的设计目录摘要 (2)1引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2技术要求 (3)1.2.1基本要求 (3)1.2.2提高要求 (3)1.3设计内容 (3)1.4工作原理 (3)2设计框图 (4)3各个部分功能简介 (5)3.1按键去抖电路 (5)3.2控制器电路 (6)3.3时钟产生电路 (8)3.4计时电路 (9)3.5显示译码电路 (10)3.6 50000分频电路 (11)4硬件仿真 (13)4.1顶层逻辑图 (13)4.2LB0介绍 (14)4.3硬件仿真 (14)5课程设计的心得体会 (15)参考文献 (16)附录 (17)摘要本文以数字电子技术作为理论基础、以quartusⅡ软件为开发平台、以相关电路知识作为辅助，实现电子秒表电路的设计和制作。
该电子秒表可以准确显示时间，范围为00.00—99.99。
并且可以手动调节时间，随时启动、清零、暂停记录时间等。
操作起来简易、方便。
首先，本文针对电子秒表进行初步框架设计，并在对多种方案进行了认真比较和验证的基础上，又进一步详细介绍了时间脉冲发生器、秒计数器、译码及驱动显示电路。
其次，在总体电路图组装完成以后，用quartusⅡ软件对设计好的电路进行了仿真与调试，并逐一解决设计过程中出现的一系列问题。
最后，对照着电子秒表设计方案，对制作好的电子秒表功能进行总体验证。
并利用学院的LB0开发板进行硬件仿真。
关键词：电子秒表计数器分频quartusⅡ、1引言1.1设计目的1)掌握同步计数器74160，74161的使用方法，并理解其工作原理。
2)掌握用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 + plus Ⅱ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、管脚锁定和芯片下载的方法。
数字电路实验四：电子秒表
2、电子秒表的整体测试
各单元电路测试正常后，按总图把几个单 元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。
要求计时至少2分钟，利用参考时间源测试 其误差。
分析电子秒表误差原因。
4、自主练习 74ls90及74ls92各种进制级联。 例：2——10进制级联；
10——2进制级联； 上次布置的思考题
········
经过5分频,产生频率10HZ，周期0.1 S的计数时钟信号
T TW1 TW 2 TW1 0.7R1 R 2 C TW 2 0.7R2C
实验原理
现代电子技术实验
50HZ
5分频
10HZ
五、总电路图
现代电子技术实验
现代电子技术实验
六、实验内容
1、脉冲源的调测
现代电子技术实验
用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节 RW，使输出矩形波频率为50Hz，画出其波形。
产生清零信号单稳态电路来自实验原理 2、停止电路
Q=0
Q=1
现代电子技术实验
时钟信号
C
与
非 门 计数脉冲
若停止键按下， Q将变为0。
实验原理
停止电路
Q=01
Q=01
现代电子技术实验
时钟信号
C
与
非 门 无计数脉冲
停止键按下， Q=C变为0。
实验原理
现代电子技术实验
3、脉冲源电路
产生频率为50HZ，周期0.02 S的信号
2 、按下启动键开始清零计时，按 下停止键，停止。
三、实验框图
电子秒表的组成框图
现代电子技术实验
四、实验原理
Q=1
Q=0
现代电子技术实验
1、启动电路
R-S触发器
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。
电子秒表课程设计报告
电子秒表1.设计课题任务及指标1.通过本设计的选题、方案论证、设计计算、安装调试、资料整理、撰写“设计报告”等环节, 初步掌握电子工程设计方法和组织实施的基本技能, 深化、扩展并综合运用课堂上所学的电子电路分析设计方法以及集成电路知识完成小系统的电路设计。
2.利用基本脉冲发生器及计数、译码、显示等单元电路设计数字秒表。
3.在实验装置上或者利用仿真软件完成数字秒表的线路连接和调试。
功能要求:基本要求: 计时从1s至99s；有置数、复位功能；能用开关灵活启动和停止秒表。
扩展功能: 有倒计时功能；能计时从0.1s至9.9s。
2.系统设计方案论证所作为数字式秒表, 所以必须有数字显示。
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秒, 那则需要两个数码管。
要求计数分辨率为1秒, 那么则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。
由于熟悉程度, 本组采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。
秒表功能中要求有复位功能、能用开关灵活启动和停止秒表, 则控制电路的方案也有两种：方案一, 用74ls08和74ls32及一个3控拨码开关；方案二, 用2个单刀双掷开关及多个单刀开关。
为了能够灵活的控制秒表, 我们选用方案一。
计数部分使用两个74LS192十进制计数器, 这种计数器能够简捷的进行顺逆计时, 为了方便简单译码显示电路采用了74ls48与共阴极七段数码管。
系统框图:图1 流程图4.单元电路设计4.1电源与总控开关图2 电源与总控开关电源由干电池提供；R1为保护电阻；S1为电路总控开关。
4.2脉冲发生器（由555构成的多些振荡器）图3 脉冲发生电路图图4 NE555管脚图由于频率f=1.43/(R1+2R2)C=1Hz, （1）产生1Hz频率,所以, 电容C1=0.33u, 电阻R2=100KΩ, R3=2.2MΩ。
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。
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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：
（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
1.74LS00
74LS00功能为四2 输入与非门
其真值表及管脚图为：2.74LS160Inputs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
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
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)
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。
经过对教材的重新学习，现在真正知道了出现这些问题的原因。
计数器的级联有串行并行两种方法，此实验选择串行级联。