电子跑表的设计
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。
跑表-《现代电子技术综合实验》实验报告
电子科技大学《现代电子技术综合实验》实验报告实验题目基于FPGA的数字跑表设计姓名xxx学号xx学院通信与信息工程学院专业通信工程指导老师陈学英指标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。
显示格式：扩展功能：按键消抖选手分时显示要求(1) 设计出符合设计要求的解决方案(2) 设计出单元电路(3) 利用EDA 软件对各单元电路及整体电路进 行仿真(4) 在开发板上实现设计(5) 撰写设计报告分 秒 0.01秒设计方框图单元电路划分计数器分频器使能控制器（开关，复位等以设置到计数器中，没有单独设计模块，特此说明下）扫描显示控制器各单元电路设计计数器程序中本应该采用写一个六进制和十进制的计数器，然后采用画图的方法实现总计数器的设计（即采用两个六进制计数器和四个十进制计数器），本实验中采用了直接对总的计数器进行总体描述来实现（因为编写相对简单，不易处错误）。
用了一个特别长的一大串if内嵌套if进行处理。
同时，里面直接写了开始和复位的功能，相当于把使能模块并入其中。
削抖原理在按键按下一次时会有如下的毛刺信号，这个毛刺信号持续时间虽然只有1-3ms，但是这对于硬件来说，还是很长的，最关键的是，会产生很多个下降沿和电平触发。
所以必须对其进行处理，否则在按键按下一次后，run/stop 会反转多次。
消抖方法分为硬件消抖和软件延时消抖。
在FPGA 中可以定义三个D 触发器，进行硬件3ms 消抖（时间可以根据实际情况而定）。
代码如下：module myroad(i nput clk100,//100hz时钟input clk1000,//1000hz时钟input reset,//复位键input key,//开始停止按键output reg [3:0] num0,//跑表的最低位output reg [3:0] num1,//跑表的第2位output reg [3:0] num2,//跑表的最3位output reg [3:0] num3,//跑表的最4位output reg [3:0] num4,//跑表的最5位output reg [3:0] num5//跑表的最6位);reg keyout,run;//key的衍生内部信号reg clr,dout1,dout2,dout3,do1,do2,do3;//reset的内部衍生信号，以及6个消抖的内部变量initial beginnum0<=0;num1<=0;num2<=0;num3<=0;num4<=0;num5<=0;run<=1;clr<=1;dout1<=1;dout2<=1;dout3<=1;do1<=1;do2<= 1;do3<=1;keyout<=1;End//赋初值，居然是被允许的，还是ISE比quarters要宽松一些。
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。
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。
eda跑表课程设计
eda跑表课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习eda跑表的相关知识，让学生掌握eda跑表的基本原理、操作方法和应用场景。
在知识目标方面，学生需要了解eda跑表的定义、结构和工作原理，掌握eda跑表的操作方法和技巧，了解eda跑表在各个领域的应用。
在技能目标方面，学生需要能够熟练操作eda跑表，进行数据采集和分析，能够运用eda跑表解决实际问题。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对eda跑表的兴趣和好奇心，培养科学探究的精神，增强实践操作的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括eda跑表的基本原理、操作方法和应用场景。
具体包括：1. eda跑表的定义和结构；2. eda跑表的工作原理；3. eda跑表的操作方法和技巧；4. eda跑表在各个领域的应用。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、操作演示法、实践操作法等。
通过讲授法，我们将向学生介绍eda跑表的相关知识；通过操作演示法，我们将向学生展示eda跑表的操作方法和技巧；通过实践操作法，我们将让学生亲自动手操作eda跑表，进行数据采集和分析。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备多种教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材和参考书将提供丰富的理论知识和实践案例；多媒体资料将通过图像、视频等形式，帮助学生形象地理解eda跑表的相关知识；实验设备将让学生亲自动手操作，增强实践体验。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现将包括课堂参与度、提问回答和团队协作等方面，以考察学生的学习态度和积极性。
作业将包括练习题和项目任务，以考察学生对知识的理解和应用能力。
考试将包括理论知识考试和实践操作考试，以全面考察学生的学习成果。
评估方式将客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将分为10个课时，每个课时45分钟。
教学时间安排将紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
EDA课设数字跑表
燕山大学EDA课程设计报告书题目：数字跑表姓名：班级： 09级电子信息工程二班学号：成绩：一、设计题目及要求设计题目：数字跑表要求：1 具有暂停，启动功能。
2 具有重新开始功能。
3 用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。
二、设计过程及内容首先是设计一个控制模块，可以使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；其次，数字跑表能准确记时需要100HZ的时钟信号，可以利用一个分频模块即15进制计数器得到100HZ的时钟脉冲，接入到一个100*60*60三个计数器的模块中，完成对时间的计时工作;再次，完成计时功能必不可少需要有计数器，则要做一个计时模块。
然后，将所计的数有选择的输出，并且显示在数码管上，就要用到有选时功能的扫描电路和BCD七段译码器。
所以，总电路模块分类如下：1、控制模块，使跑表具有启动、暂停及重新开始的功能；2、分频模块，用于得到频率为100HZ的时钟脉冲；3、计时模块，进行时间的计时，同时将当前时间输出给选时模块；4、选时模块，从计时器得到当前时间输出给显示模块；5、显示模块，进行时间的显示。
总图如下：仿真波形如下：第一个模块：控制器模块仿真波形：高电平，QA为1，时钟信号输出，当跑表为STOP状态时CLK端为低电平，QA为0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。
REST是清零按钮，REST接到控制模块和总计时器模块的清零端，当REST为高电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。
第二个模块：分频器模块仿真波形如下：将74161接成15进制计数器，将1465HZ的时钟频率转换成近似于100HZ的时钟信号即所需的输入时钟信号，从而实现分频功能。
将得到的时钟信号输入到总计数器模块中去。
第三个模块：计时模块计时模块仿真波形：本模块由两个60进制计数器和一个100进制计数器构成，从而实现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。
60进制计数器及100进制计数器均采用两个74LS160，采用整体置数方式接成。
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》。
电子跑表课程设计
电子跑表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子跑表的基本结构、工作原理及使用方法。
2. 学生能掌握电子跑表计时、数据显示等相关知识点。
3. 学生了解电子跑表在体育运动、科研实验等领域的应用。
技能目标：1. 学生能够熟练操作电子跑表，进行简单的计时和数据记录。
2. 学生能够运用电子跑表进行实际场景的测量，如短跑、长跑等运动项目的计时。
3. 学生能够分析电子跑表测量数据，提高实验结果的准确性。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子跑表及计时测量工作的兴趣，增强探索精神。
2. 学生通过实际操作，培养团队协作、严谨求实的科学态度。
3. 学生认识到电子跑表在现实生活中的重要作用，增强对科技创新的认识。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，让学生在动手实践中掌握电子跑表的使用。
学生特点：本年级学生具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢探索和实践。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提供充分的时间和机会让学生动手操作，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程目标的实现，培养学生具备实际应用电子跑表的能力，为今后的学习和工作打下基础。
二、教学内容1. 电子跑表的基本原理：讲解电子跑表的工作原理，包括内部电路、传感器、计时器等组成部分，对应教材第3章“电子计时器的原理与应用”。
2. 电子跑表的操作方法：详细介绍电子跑表的按键功能、操作步骤和注意事项，对应教材第4章“电子跑表的使用与维护”。
3. 实践操作：组织学生进行电子跑表的实践操作，包括短跑、长跑等运动项目的计时，以及数据分析，对应教材第5章“电子跑表在实际运动中的运用”。
4. 教学内容的安排与进度：- 课时1：电子跑表的基本原理及结构介绍；- 课时2：电子跑表的操作方法和注意事项讲解；- 课时3：学生进行电子跑表实践操作，教师指导；- 课时4：学生分组进行实际运动项目计时，分析数据，总结经验。
教学内容注重科学性和系统性，以教材为依据，结合课程目标，制定详细的教学大纲。
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
电子跑表
单片机电子跑表的设计一方案设计及原理1.1设计方案电子跑表的设计有多种方法，例如，可用中小规模集成电路组成电子跑表；也可用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子跑表；还可以利用单片机来实现等等。
本次单片机综合实验需要进行硬件设计与软件设计。
1.2 设计原理（1）本系统采用AT89C51单片机、4位LDE显示、两块块74LS244芯片、2个调节按键、共同构成我的单片机电子跑表的硬件。
（2）计时单元由单片机内部的定时器/记数器来实现。
（3）时间显示功能通过LED数码管动态扫描来实现。
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。
（4）电子跑表的启动/复位/清零功能由软件来实现。
P1.1表示清零、启动、和复位键， P1.2实现时钟和跑表的转换功能。
（5）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。
二系统硬件设计2．1 硬件电路的设计方案及框图根据设计要求和设计思路，确定该系统的设计方案，图1所示为该系统设计方案的硬件电路设计框图。
硬件电路有五部分组成，即单片机按键输入电路，单片机时钟电路，复位电路，LED显示器段码驱动电路，4位LED显示器电路。
图一系统框图2．2 单片机的选择根据初步设计方案的分析，设计这样一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM的单片机，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。
本系统选用AT89C51单片机。
该芯片的功能与MCS-51系列单片机完全兼容。
2．3 时钟与复位电路的设计2．3．1 时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。
在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中，电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围（20-40）pF。
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
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：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 (7)3部分电路设计 (8)3.1计数单元 (8)3.2开始和暂停单元 (13)3.3清零功能单元 (14)3.4脉冲输出电路 (16)3.5译码及显示电路 (17)4调试与检测 (20)4.1调试中故障及解决办法 (20)4.2 调试与运行结果 (21)5仿真操作步骤及使用说明 (21)结束语 (22)参考文献 (23)附录1 (24)..附录2 (26)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。
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：
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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湖南工程学院课程设计课程名称单片机原理与应用课题名称电子跑表设计专业电气工程班级0901学号23姓名刘俊廷指导教师肖锋2012年6 月13 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理与应用课题电子跑表的设计专业班级电器0901学生姓名刘俊廷学号23指导老师肖锋审批任务书下达日期 2012年6 月11 日任务完成日期2012年6 月18 日目录1.课题的设计要求、目的、意义----------------71.1 课程设计的要求--------------------------------------71.2 课题设计的目的与意义--------------------------------72.系统总体方案选择与说明 -----------------------8 2.1课程设计要求有多种功能--------------------------------82.2系统方案说明与分析------------------------------------93.系统结构框图与工作原理-----------------------103.1系统结构框图------------------------------------------10 3.2工作原理----------------------------------------------114.各单元硬件说明及计算方法--------------------13 4.1、AT89C51---------------------------------------------13 4.2、晶振电路--------------------------------------------14 4.36、位7段共阳显示器-----------------------------------154.4、8255芯片--------------------------------------------155.软件设计与说明-----------------------------------17 5.1.1、Keil uVision2-------------------------------------17 5.1.2 、proteus------------------------------------------185.2软件设计及流程图--------------------------------------196.调试与运行------------------------------------------217.使用说明---------------------------------------------258.总结---------------------------------------------------289.参考文献---------------------------------------------3010.附表--------------------------------------------------31第1章、课题的设计要求、目的、意义1.1 课程设计的要求1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；*5）进行部分单元电路及应用程序的调试；。
1.2 课题设计的目的与意义1、巩固，加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力；2、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册，图标及文献资料的自学能力，提高组成系统，编程，调试的动手能力；3、通过对课题设计方案的分析，选择，比较，熟悉单片机用系统开发，研制的过程，软件硬件设计的方法，内容及步骤。
第2章、系统总体方案选择与说明2.1课程设计要求有多种功能电子时钟的计时范围00时00分00秒23时59分-59秒，并在显示器上显示；做跑表时显示范围00时00分00秒-23时59分59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。
2.2系统方案说明与分析电子表是日常生活中常用的计时工具。
本电子表采用ATB9C51单片机为核心器件，将可编程芯片8255A与6个LED数码管连接，用于显示时钟与跑秒。
PA口输出显示段码，PB口输出位码，单片机的P1.0~P1.4、P3.2、P3.3接K1~K6，用于实现表的清零/启动/复位/调整/暂停功能，其可由软件完成。
时间显示功能通过LED数码管动态扫描来实现，在显示器上进行动态扫描。
由于数码管要显示时钟，还要显示秒表，利用T0定时器定时1s，T1定时器定时100ms，即0.1s，用R6和R7作为扫描的短延时数据地址。
因此，分别用30H、31H、32H、33H、34H、35H 计时钟，即时钟计数器；用40H、41H、42H、43H、44H、45H计跑表，即秒表计数器。
当要显示时钟的时候，就把时钟地址中的数据通过8255A的PA口输出给显示器显示；当要显示跑表的时候，就把跑秒地址中的数据通过8255A的PA口输出给显示器显示。
由于跑秒与时钟数据地址不同，故跑表显示与时钟显示互不影响。
第3章、系统结构框图与工作原理3.1系统结构框图根据项目要求，确定该系统的设计方案。
硬件电路由7部分组成，即按键或开关输入电路、单片机、时钟电路、复位电路、LED显示器段码驱动电路、LED显示器位码驱动电路和LED显示电路。
图一系统结构框图3.2工作原理一般电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。
因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。
主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。
整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。
而该电子时钟由89C51，8255A，六段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。
而电路中有六个控制键拥有不同的功能，第一个键是复位键第二个是启动键，第三个是跑秒键，第四个是秒停键，按下这个键后，再按第六个和第七个键就可以分别调分钟和时钟。
第4章、各单元硬件说明及计算方法4.1硬件介绍4.1、AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图二4.2、晶振电路单片机由其内部固化程序在12 MHZ晶振的准确支持运行，将时钟芯片中的时、分读取到缓冲区内，并将时、分送到显示电路，图所示为时钟电路原理图，在AT89S51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。
而在芯片内部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二分频之后，才成为单片机的时钟脉冲信号。
图三晶振电路4.3、6位7段共阳显示器6位7段共阳显示器：六位是同时显示六位阿拉伯数字，而每一个数字又是七段码显示的；七段是指一个数码显示的阿拉伯数字是由七位二进制数控制的，共阳是指相应的二进制为1时不亮，为0时亮。
在实验中显示器的作用是显示时间图四4.4、8255芯片Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。
它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。
8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。
图五第5章、软件设计与说明5.1.1、Keil uVision2Keil uVision2是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。
图六5.1.2 、proteusProteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA 工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。