数字跑表

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

通过分析设计题目中数字跑表的功能，我查阅了相关书籍和资料，思考该题目所需完成的模块。确定模块后进一步确定需要用到哪些器件。首先，对于要实现的暂停、启动功能和重新开始功能，需要有一个控制模块完成相关控制。然后由于需要获得一个100HZ的时钟脉冲，要用到一个分频模块。将实验箱提供的频率转换为100HZ即数字跑表百分秒的频率。然后是计时模块，完成跑表的百分秒、秒和分钟的计时功能。接下来由于实验箱提供的数码显示是扫描显示，必然需要一个选时模块。最后一部分则是显示模块。以下详细讲解设计过程：根据要求，将设计分成五个模块：

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：对实验箱所提供的频率转换为本设计所需要的为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：时间显示。

总图如下：

2.1第一个模块：控制模块

RESET端为全局清零按钮，接到控制模块和计时模块的清零端，负责将计数器清零。当RESET 为低电平时，控制模块和总计数器模块清零，跑表重新开始工作。与门可控制时钟信号是否被输出到下一级。START_STOP为启动\暂停按钮，当跑表为START状态时CLK端为高电平，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

电路图如下：

2.2第二个模块：分频模块

为了将实验箱提供的1465HZ进行转换，将74161接成15进制计数器，从而实现分频的功能，将给定的频率转换为我们需要的100HZ的近似时钟信号。然后将输出的时钟接入到计时模块。

电路图如下：

2.3第三个模块：计时模块

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74160，采用整体置数方式接成。从60进制计数器和100进制计数器这三个输出端分别接出八个端口（秒、分、时的个位及十位分别由四个二进制代码表示），将当前时间编码传送给选时模块，以实现时间的选

择和显示。(秒个位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.) 电路图如下：

60进制计数器（count60）：

2.4第四个模块：选时模块

本模块由四个八选一数据选择器74LS151和地址选择器74LS161构成。

地址选择器74LS161接入一个1465 HZ的时钟信号，使能端和清零端接高电平，使其循环工作，产生一组循环地址码A、B、C，接到数码管的地址端，使其循环显示数字。同时，地址选择器74LS161产生的一组循环地址码接入到四个八选一数据选择器74LS151上，使其对地址相同的一组数据进行选择，产生四个二进制数A0,A1,A2,A3，即为数码管所要显示的数字的编码。

第一个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的最低位（S0A,S1A, M0A, M1A, H0A, H1A）, 第二个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的次低位（S0B,S1B,M0B,M1B,H0B,H1B）, 第三个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第二位（S0C,S1C,M0C,M1C,H0C,H1C）, 第四个74LS151上的输入端为秒、分、百分秒个位及十位的四位二进制的第一位（S0D,S1D,M0D,M1D,H0D,H1D），通过这四个八位二进制数比较器74LS151选出同一组数(秒个位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.)作为输出A0,A1,A2,A3，接到显示模块输入端：

2.5第五个模块：显示模块

本模块采用BCD—七段显示译码器7448对实验板上数码管进行驱动。由选时模块输出的显示数字编码A0,A1,A2,A3接至输入端A,B,C,D，使输出端产生七位译码连接到实验箱公共数据输入端ABCDEDG，从而进行数据的显示。

电路图如下：

三、设计总结

两周的课程设计即将结束，虽然时间很短，但是获益匪浅。这是我上大学以来第一次做这种由自己设计课程设计，所以我是带着好奇完成这次设计的。我不仅学到了许多关于EDA的知识，认识到了EDA的强大功能，更重要的是增强了我的实践动手能力，使我深刻地认识到仅仅学习课本上的知识是远远不够的，必须要多多动手，多多实践，才能真正理解并掌握所学的知识，达到学以致用的目的，为以后的工作积累了宝贵的经验，同时我也深深地感受到严谨的态度对于科学研究的重要性。由于在设计的过程中，一点点的失误都可能造成整个系统的瘫痪，所以每一个细节都要认真思考，认真操作，不能有丝百分的大意。这使我认识到要想做一个科研工作者是多么的不易！自己身上的缺点还有很多，要靠以后艰苦的努力来克服！

这次的EDA课程设计给了我一次非常重要也非常难得的实践机会，使我可以将平时课本上学习的理论知识应用于实际操作。设计的过程是十分艰苦的，由于从未接触过类似的领域，所以刚开始的时候一片茫然，不知道该干些什么。随着研究的逐渐深入，自己渐渐的摸出头绪，掌握了一些规律和方法，设计的成果也逐步成型，最终按照要求完成了设计。在实际操作的过程中，碰到了许多的困难，但最终在老师的耐心指导和同学的热情帮助下，按时完成了任务。在此对老师和同学们表示衷心的感谢！

最后感谢老师给与我这次宝贵的实践机会！