电子秒表电路的设计
电子秒表电路实验报告
电子技术课程设计报告设计题目：电子秒表院（部）：物理与电子信息学院专业班级：电子信息工程学生姓名:学号: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100KHz；计时最长时间为60min，五位显示器，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。
针对上述设计要求，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六进制计数器多谐振荡器目录1.选题与需求分析 (1)1.1设计任务 (1)1.2 设计任务 (1)1.3设计构思 (1)1.4设计软件 (2)2.电子秒表电路分析 (3)2.1总体分析 (3)2.2电路工作总体框图 (3)3.各部分电路设计 (4)3.1启动与停止电路 (4)3.2时钟脉冲发生和控制信号 (4)3.3 设计十进制加法计数器 (6)3.4 设计六进制加法计数器 (7)3.5 清零电路设计 (8)3.7 总体电路图： (10)4 结束语与心得体会 (12)1.选题与需求分析1.1设计任务电子秒表在生活中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。
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。
简易数字秒表的电路设计 概述及解释说明
简易数字秒表的电路设计概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要介绍了一种简易数字秒表的电路设计。
秒表是一种用于计算时间间隔的常见工具，广泛应用于日常生活和各行各业中。
传统的机械秒表用起来不够便捷，因此我们将使用电路设计来实现一个数字秒表，使其更加方便使用。
1.2 文章结构本文分为四个主要部分进行阐述。
首先，在“引言”部分中我们将对文章进行概述和介绍。
接下来，在“简易数字秒表的电路设计”部分中，我们将详细介绍设计原理、电路元件选择与说明以及电路连接与布局等内容。
然后，在“解释说明”部分中，我们将解释秒表功能的实现方法，并探讨其功能扩展可能性，并指出在电路设计过程中需要注意的问题。
最后，在“结论”部分中，我们对本次设计成果进行总结，并就可能存在的改进空间进行分析和未来应用进行展望和思考。
1.3 目的本文旨在通过详细描述并解释简易数字秒表的电路设计，提供一个清晰易懂、全面深入的指南，帮助读者了解该设计思路及其实现方法。
同时，通过对功能扩展可能性的探讨和对电路设计过程中需要注意的问题的分析，可以引导读者在实际应用和改进中做出更好的决策。
最后，通过总结和展望，为未来的研究和发展提供参考思路。
2. 简易数字秒表的电路设计2.1 设计原理：简易数字秒表的电路设计基于计时器和显示器组成。
其主要原理是利用计时器模块产生一个稳定的时间基准，然后将该时间以数字形式显示在显示器上。
2.2 电路元件选择与说明：在设计简易数字秒表的电路时，我们需要选取合适的电子元件来实现功能。
以下是一些常见的元件选择：- 计时器芯片：可选择集成型计时器芯片，如NE555等，它们具有稳定的时钟信号输出。
- 显示屏：一般选用7段LED数码管，由于它们能够直观地显示数字。
- 驱动芯片：如果使用多个7段LED数码管进行显示，则必须选择合适的驱动芯片，如74HC595等。
这些元件经过合理的选择和配套可以实现精确、稳定地测量和显示时间。
2.3 电路连接与布局：简易数字秒表电路连接和布局对功能稳定性有重要影响。
电子秒表设计VHDL
一、设计题目：基于VHDL语言的电子秒表设计（可调时，有闹钟、定时功能）二、设计目的：⑴掌握较复杂的逻辑设计和调试⑵学习用原理图+VHDL语言设计逻辑电路⑶学习数字电路模块层次设计⑷掌握QuartusII软件及Modelsim软件的使用方法三、设计内容：（一）设计要求1、具有以二十四小时计时、显示、整点报时、时间设置和闹钟的功能。
2、设计精度要求为1S。
（二）．系统功能描述1 . 系统输入：系统状态及校时、定时转换的控制信号为k、set、ds；时钟信号clk,采用实验箱的50MHz；系统复位信号为reset。
输入信号均由按键产生。
系统输出：8位LED七段数码管显示输出，蜂鸣器声音信号输出。
多功能数字钟系统功能的具体描述如下：2. 计时：set=1，ds=1工作状态下，每日按24h计时制计时并显示，蜂鸣器无声，逢整点报时。
3. 校时：在set=0,ds=0状态下，按下“k键”，进入“小时”校准状态，之后按下“k键”则进入“分”校准状态，继续按下“k键”则进入“秒校准”状态，之后如此循环。
1）“小时”校准状态：在“小时”校准状态下，显示“小时”数码管以1Hz的频率递增计数。
2）“分”校准状态：在“分”校准状态下，显示“分”的数码管以1Hz的频率递增计数。
3）“秒”复零状态：在“秒复零”状态下，显示“分”的数码管以1Hz的频率递增计数。
4. 整点报时：蜂鸣器在“59”分钟的第50—59，以1秒为间隔分别发出1000Hz，500Hz的声音。
5. 显示：采用扫描显示方式驱动8个LED数码管显示小时、分、秒。
闹钟：闹钟定时时间到，蜂鸣器发出交替周期为1s的1000Hz、500Hz的声音，持续时间为一分钟；6. 闹钟定时设置:在set=0,ds=1状态下，按下“k”，进入闹钟的“时”设置状态，之后按下“k键”进入闹钟的“分”设置状态，继续按下“k 键”则进入“秒”设置状态, 之后如此循环。
1）闹钟“小时”设置状态：在闹钟“小时”设置状态下，显示“小时”的数码管以1Hz 的频率递增计数。
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。
电子秒表的设计与制作
论文摘要：本毕业论文通过电子秒表的设计，给出了以555定时器为核心，以分频、计数与译码显示模块为主要构成部分的电子秒表的设计方案。
系统具有随时启动、停止以及清零功能。
关键词： 555定时器分频计数译码艾力达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。
人们对它的认识也逐步加深。
在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确，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。
秒表的设计是由555芯片提供的，秒表时间由相关的电阻与电容的大小决定。
除了时间的设计精确外，秒表还在功能上有所改变，如实现倒计时。
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，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。
秒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。
目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。
例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、功能强，而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的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有了这个非常好的机会，通过这种综合性训练，我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。
本设计是基于数字电路和模拟电路的电子秒表的设计思路及实现方法。
基于multisim的电子秒表仿真设计报告
目录1.设计任务 (1)2.设计原理及方案 (2)2.1设计方案 (2)2.2设计原理 (2)3.设计步骤和结果 (3)3.1振荡器 (3)3.2计数器 (3)3.3控制电路 (4)4.总电路图 (5)5.课程设计总结 (6)6.设计体会 (7)参考文献 (8)- I -数字电子技术课程设计报告1.设计任务电子秒表是测定段时间间隔的仪表，由振荡电路、计数器、译码器、显示电路等部分组成，其中振荡器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
技术要求:1、采用中、小规模数字集成电路实现。
2、具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。
3、可以准确显示00.00-99.99。
4、由七段LED显示器显示。
5、控制开关两个:启动(继续)暂停计时开关和复位开关。
6、利用Multisim (或EWB)进行电路仿真与调试。
- 1 -数字电子技术课程设计报告2.设计原理及方案2.1 设计方案该方案采用的是用555振荡器产生一个100HZ的脉冲，送入十进制加法计数器74LS290，通过共阴极七段数码管来显示结果，可以准确显示00.00-99.99秒的计时，并且能够通过控制电路实现启动、暂停、和清零功能。
设计流程图如图2.1图2.1 流程图2.2 设计原理由555振荡器产生100Hz脉冲信号，作为10毫秒的计时脉冲；10毫秒计数器计满10后，向100毫秒计数器产生进位脉冲；100毫秒计数器计满10后，向1秒计数器产生进位脉冲；1秒计数器计满10后，向10秒计数器产生进位脉冲。
计数器的输出经显示译码器译码后送显示器显示。
该电路设置两个控制键控制“S1”,“S2”。
键“S1”控制电路的清零功能，键“S2”控制电路的暂停功能。
- 2 -数字电子技术课程设计报告3.设计步骤和结果3.1振荡器振荡器是数字秒表的核心。
振荡的稳定度及频率的精度决定了数字式秒表的精确度，一般来说振荡器的频率越高，计时精度也越高。
电子技术课程设计---秒表数码显示电路数字秒表电路设计
电子技术课程设计---秒表数码显示电路数字秒表电路设计一，课题名称秒表数码显示电路数字秒表电路设计二，设计要求1. 设计1MHz时钟：2．完成0~59小时59分59秒范围内的计时：3．通过按键设置计时起点与终点，计时精度为10ms：4. 计时暂停、恢复和清零功能；5. 计时时间报警功能；三，比较和选定设计的系统方案，画出系统框图1.1，课题分析与方案确定本题要求计数至59时59分59秒，所以要用到六个数码管。
计数精度为10ms,及计数分辨率为0.01秒，所以需要相应的信号发生器。
暂停功能和清零功能通过开关进行控制。
最终方案是使用六个74LS160，六个数码管，以及两个VCC来进行设计，总体采用同步预置法。
1.2，总体设计方案及系统框图数字式秒表，必须有数字显示。
按设计要求，必须用数码管来做显示器。
题目要求59时59分59秒，则需要六个数码管。
要求计数分辨率为0.01秒，则需要相应频率的信号发生器。
总体上，采用六个74LS160计数器。
使用同步预置法，实现59时59分59秒的计时。
将两个74LS160组合，并通过同步预置法实现六十进制，六个计数器分成三组，分别对应时、分、秒的功能。
四，单元电路设计、参数计算和器件选择1.1，各个模块单元设计74LS160 芯片同步十进制计数器（直接清零）作用：1、用于快速计数的内部超前进位.2、用于n 位级联的进位输出.3、同步可编程序.4、有置数控制线.5、二极管箝位输入.6、直接清零.7、同步计数.74LS160的功能真值表。
功能表：图20引脚图：图21逻辑符号及其引脚功能图：图2274ls160中的ls代表为低功耗肖特基型芯片。
74160为标准型芯片。
结构功能一样。
2、160为可预置的十进制计数器，共有54/74160 和54/74LS160 两种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如表3-1(不同厂家具体值有差别): 异步清零端/MR1 为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。
电子秒表设计实验报告
淮阴工学院《数字电子技术》课程实验期末考核2014-2015学年第2学期实验名称：电子秒表电路的设计班级：学号：姓名：学院：电子与电气工程学院专业：自动化系别：自动化指导教师：《数字电子技术》实验指导教师组成绩：2015年07月电子秒表电路的设计一、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、实验原理图11 －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11 －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＝1 ；门2 输出Q ＝0 ，K2复位后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。
由1 变0 ，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS 触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
2. 时钟发生器图11 －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。
图11-2 单稳态触发器波形图图11－3 74LS90引脚排列3.计数及译码显示二—五—十进制加法计数器74LS90 构成电子秒表的计数单元，如图11 －1 中单元Ⅳ所示。
其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q D取得周期为0.1S 的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。
计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1 ～0.9 秒；1 ～9 秒计时。
电子秒表74160
电子秒表一、设计任务与要求1、设计部分由0.1s位、s个位、s十位和min个位四个计数器组成。
技术范围：0-10min，精度为0.1s。
2、秒表具有清零、计时、暂停三种工作状态。
用两个按键控制，按键1第一次按下时计时开始，第二次按下时清零；按键二第一次按下时暂停，第二次按下时继续计时。
3、脉冲源可通过555多谐振荡器提供。
4、每隔30s蜂鸣器响一声(每次响1s)。
二、总体框图1、结构框图总体框图，如图2-1。
图2-1 总体框图2、设计方案（1）十进制、六十进制电路方案一：可用74LS160、161、162、163实现计数功能，只能实现加法；方案二：用74LS190、191、192、193实现计数功能，可以加可以减，可以 进位、可以借位。
电子秒表只需要实现加法，用不到减法和借位，所以此处选择方案一中的74LS160计数器。
（2）暂停功能电路方案一：用SR 触发器，SR 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。
可使其在停止后能够依然保留数字而不马上归零；方案二：用D 触发器，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”。
SR 触发器自己比较熟悉，所以选择方案一用SR 触发器实现暂停功能。
（3）脉冲源通过555定时器改装的多谐振荡器发出的脉冲频率要更准确，所以用555多谐振荡器设计一个10HZ 电路，即精度为0.1s 。
（4）蜂鸣器部分 通过组合逻辑电路实现。
三、选择器件1、数码管数码管是一种由发光二极管组成的断码型显示器件，如图3-1。
图3-1 数码管管脚图数码管里有八个小LED 发光二极管，通过控制不同的LED 的亮灭来显示出不同的字形。
数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED 的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED 的另一端高电平，它便能点亮。
而共阳极就是将八个LED 的阳极连在一起。
2、555定时器555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
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
电子秒表电路课程设计
电子秒表电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子秒表电路的基本原理，掌握计时器的工作流程及各部分功能。
2. 学生能描述电子秒表电路中主要元件的作用，如晶振、计数器、时钟发生器等。
3. 学生能解释电子秒表中时间计算的方法，包括时、分、秒的显示及转换。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的电子秒表电路，并进行组装和调试。
2. 学生能通过实际操作，学会使用测试仪器检测电路中的问题，培养解决问题的能力。
3. 学生能运用电路设计软件进行电路图绘制，提高实际操作技能。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在小组合作中，学会沟通与协作，增强团队精神。
3. 学生在电路设计和制作过程中，培养耐心、细致的工作态度，树立安全意识。
本课程针对高年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合。
课程目标旨在帮助学生掌握电子秒表电路的基本原理和设计方法，提高实际操作能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
通过具体的学习成果分解，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电子秒表电路原理：介绍电子秒表的基本工作原理，如计时器的计数过程、时钟信号的产生与分配，以及各部分功能模块的作用。
2. 主要元件介绍：详细讲解晶振、计数器（如CD4510、CD4026等）、时钟发生器等主要元件的类型、功能及在电子秒表中的应用。
3. 电路设计与分析：指导学生根据电子秒表的原理，运用所学知识设计电路图，分析电路中各部分之间的联系和影响。
4. 电路组装与调试：教授学生如何进行电子秒表电路的组装、焊接，以及调试过程中需要注意的问题。
5. 故障检测与排除：培养学生运用测试仪器，如万用表、示波器等，对电路进行检测，找出问题并进行排除的能力。
6. 电路设计软件应用：介绍电路设计软件的使用方法，如Multisim、Protel 等，指导学生进行电路图绘制和仿真。
电子秒表的设计实验报告
电子秒表的设计实验报告电子秒表的设计实验报告一、引言在现代科技高度发达的社会中，电子秒表作为一种常见的计时工具，被广泛应用于各个领域。
本次实验旨在设计一个简单且实用的电子秒表，通过实际操作和数据分析，探索电子秒表的原理和功能。
二、实验目的1. 了解电子秒表的基本原理和结构；2. 掌握电子秒表的设计方法和实验操作；3. 分析电子秒表的精度和稳定性。
三、实验材料与方法1. 实验材料：电子元件、电路板、电源、计算机等；2. 实验方法：a. 按照电子秒表的设计要求，搭建电路；b. 连接电源，启动电子秒表；c. 进行计时实验，记录数据；d. 分析实验结果。
四、实验步骤1. 设计电路图：根据电子秒表的功能需求，设计电路图，并确保电路的稳定性和可靠性。
2. 搭建电路：根据电路图，将电子元件连接到电路板上，并进行焊接。
3. 连接电源：将电路板与电源连接，确保电子秒表正常工作。
4. 启动电子秒表：按下启动按钮，开始计时。
5. 进行计时实验：使用标准计时器，同时启动电子秒表和标准计时器，进行时间对比。
6. 记录数据：记录电子秒表和标准计时器的计时结果，并计算误差。
7. 分析实验结果：比较电子秒表和标准计时器的计时精度和稳定性，分析实验结果的可靠性。
五、实验结果与分析通过多次实验，记录了电子秒表和标准计时器的计时结果，并计算了误差。
实验结果显示，电子秒表的计时误差较小，精度和稳定性较高，能够满足实际使用的需求。
然而，由于实验条件的限制，电子秒表的计时精度仍有进一步提高的空间。
六、实验总结本次实验成功设计了一个简单实用的电子秒表，并通过实验验证了其计时精度和稳定性。
电子秒表作为一种常见的计时工具，在科学研究、体育竞技等领域具有广泛的应用前景。
然而，电子秒表的设计和制造仍需不断改进，以提高其计时精度和稳定性。
七、改进方向1. 优化电路设计：通过改进电路结构和选用更好的电子元件，提高电子秒表的计时精度和稳定性。
2. 加强测试和校准：定期对电子秒表进行测试和校准，确保其计时结果的准确性。
数电课程设计数字电子秒表设计打印 终极版
电子线路课程设计报告设计题目：数字式秒表专业班级：电子信息科学与技术姓名：纪宁指导教师：白旭芳完成日期2012 年 6 月27 日数字式秒表一、 设计任务与要求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。
二、方案设计与论证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三、单元电路设计与参数计算（1）由NE555P组成的多谐振荡器(多谐振荡器)(A)、555时钟电路可以构成多谐振荡器，真值表如下：毫秒信号产生电路NE555定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。
利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振荡。
TTL电路延迟时间短，难以控制频率。
电路接入RC回路有助于获得较低的振荡频率，由于门电路的作用时间极短，TTL电路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的，而且频率不易调节。
在电路中接入RC电路可以有助于获得较低的振荡频率，而且通过改变R，C的数值可以很容易实现对频率的调节。
振荡电路是数字秒表的核心部分，电容充放电的速度决定了电路的振荡频率R1.R2 .C决定了多谐振荡器的周期，即决定了形成的方波的频率利用闭合回路中的负反馈作用可以产生自激振荡，利用闭合回路中的延迟负反馈作用也能产生自激振荡，只要负反馈作用足够强。
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。
数字逻辑电路（数电）课程设计_电子秒表_VHDL实现（含完整源代码!!）
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。
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摘要在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观的显示出来，数字显示电路通常由译码驱动器和显示器等部分组成。
数码显示器就是用来显示数字、文字或符号的器件。
七段式数字显示器是目前常用的显示方式,它利用不同发光段的组合,可以显示0～９等阿拉伯数字。
充分运用芯片74LＳ９0的逻辑功能，用四片7４LS9０芯片实现秒表示0.1～60秒。
利用集成与非门构成的基本RS触发器(低电平直接触发)实现电路的直接置位、复位功能。
利用集成与非门构成的微分型单稳态触发器为计数器清零提供输出负脉冲。
利用555定时器构成的多谐振荡器为电路提供脉冲源以驱动电路工作。
ﻫ关键词：基本RS触发器，单稳态触发器，多谐振荡器,译码显示器。
ﻬ1电子秒表简介电子秒表是一种较先进的电子计时器，目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准,采用6位液晶数字显示时间。
电子秒表的使用功能比机械秒表要多，它不仅能显示分、秒，还能显示时、日、月及星期，并且有1／ｌ00s的功能。
本实验设计的电子秒表电路的基本组成框图如图1－1所示,它主要由基本RS触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、计数器和译码显示器5个部分组成。
图1-1 电子秒表电路的基本组成框图2单元电路设计及相关元器件的功能简介2.1基本RS触发器本实验设计电路所选用的基本RS触发器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。
其功能表如表2-1所示。
ＲＳQn Qｎ+１功能0 0 0 不用不允许0 0 0 不用0 1 ０0 Qn+１=０,置０0 1 1 ０１０１１Qｎ+１=１,置１１0 0 11 1 １１Qn+１=Qn,保持1 1 0 0表2-1 基本RＳ触发器如图2-1所示,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。
切换按钮开关K1（接地），则门1输出Q =1；门2输出Ｑ＝0,K1复位后Q、Q状态保持不变。
再切换按钮开关K2,则Ｑ由0变为1，门5开启，为计数器启动作好准备；Q由1变为0,送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作.图2-1 基本RS触发器２．２单稳态触发器本实验设计电路所选用的单稳态触发器为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，如图2-2所示。
图２－2 单稳态触发器单稳态触发器的输入触发负脉冲信号vi 由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲vO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ROff。
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RP 和ＣP。
单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
图２-3 单稳态触发器波形图２.3多谐振荡器本实验实验设计电路所选用的时钟发生器为用555定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
如图2-4所示。
调节电位器 RW ，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。
图2-4 多谐振荡器NE５55定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。
利用闭合回路的反馈作用可以产生自激振荡。
ＴTL电路延迟时间短，难以控制频率。
电路接入ＲC回路有助于获得较低的振荡频率，由于门电路的作用时间极短,TTL电路自有几十纳秒，所以想获得稍低一些的振荡频率式很困难的，而且频率不易调节。
在电路中接入RC电路可以有助于获得较低的振荡频率,而且通过改变R,C的数值可以很容易实现对频率的调节。
振荡电路是数字秒表的核心部分，电容充放电的速度决定了电路的振荡频率。
R1、R 、C决定了多谐振荡器的周期,即决定了形成的方波的频率利用闭合回路中的负反馈作用２可以产生自激振荡,利用闭合回路中的延迟负反馈作用也能产生自激振荡,只要负反馈作用足够强。
为了得到频率更加准确的频率信号，加入了电容和电阻,其中电容为0.01uf和0.1uf，电阻为100K欧姆。
2.4计数及译码显示电路二—五—十进制加法计数器74LＳ９0构成电子秒表的计数单元,其功能表如表2-２所示,引脚图如图2-5所示。
74LS９0是一种较为典型的异步十进制计数器。
它由１个一位二进制和1个异步五进制计数器组成。
如果计数脉冲由ＣP1端输入,输出由QＡ端引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲CP２端输入，输出由QA～QＤ端引出即得五进制计数器；如果将ＱA与ＣP2相连，计数脉冲由CP1输入，输出由ＱＡ～QＤ引出，即得8421码十进制计数器。
因此,又称此电路为二——五——十进制计数器。
输 入输 出功 能 清 0 置 9时钟ＱD Q C Q B ＱAR０(1)、R 0(2） Ｓ９(1）、Ｓ９(2) CP 1 CP 2 110 ×× 0 × ×00清 ０ ０ × × 0１1 × ×1001置 9０ × × 00 × × 0↓ 1Q A 输 出二进制计数 1 ↓ Q D Q ＣQ B 输出五进制计数 ↓ Q ＡＱD Q ＣQ B Q A 输出84２1B ＣD 码 十进制计数Q D ↓ Q ＡQ D Q C Q B 输出５4２1ＢCD 码十进制计数 1 1 不 变保 持表2-2 7４LS ９０的功能表图2-5 74LS ９0的引脚图本实验所设计的计数及译码显示电路如图2-6所示。
其中计数器1接成五进制形式,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，作为计数器②的时钟输入。
计数器2、计数器３和计数器4接成８４2１码十进制形式,其输出端与实验装置上译码显示的相应输入端连接 ,可显示０.1-99.9S.图２-6 计数及译码显示电路ﻬ３总电路设计图及其原理图３-1 电子秒表总电路图根据各单元电路原理,可得总电路图如图３-１所示。
其中，基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作,单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
由555定时器构成多谐振荡器，用来产生50Hz 的矩形波。
第Ⅰ块计数器作5分频使用，将5５5输来的５0Ｈz的脉冲变为0.1秒的计数脉冲,在输出端Qｄ取得,作为第2块计数器的始终输入，第２、第３、第4块计数器ＱA 与CP2相连,都已接成8421码十进制计数电路,其输出端与译码显示器的相应输入端连接，可显示０.1-0．９s,１-９ｓ,１0-90s．4电路仿真利用电子设计软件mｕlｔisim对电路仿真，根据图3-1所示电子秒表总电路图在软件ｍultisim中绘制出其仿真电路图,如图4-1所示。
图4-1仿真电路图开启仿真器实验电源开关,切换按钮开关K１(接地），则Q =１,Q=０;K1复位后Q、Q 状态保持不变。
再切换按钮开关K2，则Q由０变为1，门5即图中Ｕ8Ａ开启，为计数器启动作好准备，同时Q由1变为0，送出负脉冲,启动单稳态触发器工作。
适当调节可变电阻，使输出端3获得频率为50HZ的矩形波信号。
双击示波器XＳC3,观察示波器的输出波形如图４-2所示。
ﻬ图４-2 XSC3的波形此外XSC1和XSC２的波形图分别如图4－３和图4-4所示。
图４-3 XSC1的波形图图4-４ＸSC2的波形图由仿真可知，该设计电路满足要求。
５安装及调试由于电路中使用器件较多，设计前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚．接线较短。
应按照设计任务的次序.将各单元电路逐个进行接线和调试．即分别测试基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能.待备单元电路工作正常后,再将有关电路逐级连接起来进行测试,直到测试电子秒表整个电路的功能。
这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。
（１）测试基本ＲＳ触发器的逻辑功能。
（2）对单稳态电路进行静态测试:用直流数字电压表测量A、Ｂ、D、F各点电位值,并记录;然后进行动态测试：输入端接IＫHZ连续脉冲源,用示波器观察并描绘D点F 点波形．如嫌单稳输出脉冲持续时间太短．难以观察,可以适当加大微分电容c(如改为０．１µＦ）待测试完毕.再恢复4７00PF。
(3)对时钟发生器进行调试:参照由５５５定时器构成的多谐振荡器的测试方法来测试该部分的逻辑功能,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。
(4）计数器的测试：计数器①接成五进制形式记录测试过程。
R0(1）、R０（２)、S9（2)接逻辑开关输出插口，CP2接单次脉冲源,CP1接高电平“1”,QD~QA接实验设备上译码显示输入端口D、C、B、A,按表2-２测试其逻辑功能并记录;计数器②及计数器③接成842１码十进制形式,记录测试过程;将计数器①、②、③级连.进行逻辑功能测试，并记录。
(5）电子秒表的整体测试:各单元电路测试正常后.按图３-1把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。
先按一下按钮开关K2．此时电子秒表不工作,再按一下按钮开关K1．，则计数器清零后使开始计时,观察数码管显示计数情况是否正常。
如不需要计时或暂停计时.按一下开关K1,计时立即停止，但数码管保留所计时之值。
(6）利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。
6设计心得通过这几天对电子秒表电路的设计使我对数字电子技术基础课程有了更深一步的了解，同时发现了自己的很多不足，看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还亟需提高。
同时,经过这次课程设计,我们对前面的路有了更多的信心，因为在这个过程中，我们学到了不少实用的东西,对于一些专业基础课有了更深层次的掌握，并且提高了动手能力和独立解决问题的能力。
此次的数电课设,不仅让我加深了对数字电子电路理论知识的理解,还加强和同学交流沟通的能力，在设计电路时和同组成员共同讨论解决问题，同时设计出的电路经过Multｉsｉm软件仿真达到预期的效果，不仅让小组所有成员共同获得努力后成功的欣喜，而且了解了Muｌｔisｍ软件的使用。
诸多在此次学习到的知识或是能力必将有用于之后的学习或是将来的工作,这也是此次课程设计的目的所在。
总而言之，本周课程设计不但锻炼了我们最基本的数字电路的设计能力,更重要的是让我们更深刻的认识了数字电子技术基础课程在实际中的应用。
参考文献[1] 伍时和主编. 数字电子技术基础. 武汉理工大学出版社,2009[2]康华光主编. 电子技术基础—数字部分．高等教育出版社，2000［3] 罗中华等主编. 数字电路与逻辑设计. 清华大学出版社，2０04[4] 周新民主编. 工程实践与训练教程武汉理工大学出版社,20０9［5] 张新喜主编.Ｍultisim10电路仿真及应用. 机械工业出版社出版，2０１0年2月ﻬ附录１元件清单。