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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。
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。
数字电子技术课程设计题目：电子秒表的设计专业： 08自动化（1）班学号： ************ *名：***完成日期： 2010.12.30 指导教师：姚杰老师数字电子技术课程设计任务书班级：08自动化一班姓名：谢志平指导教师：姚杰 2010年12月28日教研室主任签字：年月日目录1 引言 (4)2 设计方案及系统框图2.1 设计方案 (5)2.2系统框图 (5)3 单元电路设计3.1 消抖电路 (6)3.2 上电复位电路 (6)3.3 微分电路 (7)3.4 0.1秒脉冲电路 (7)3.5 计数器电路 (8)3.6 译码电路 (9)3.7 七段译码管电路 (10)4总体电路设计4.1各单元电路工作原理 (11)4.2 电路工作原理 (11)5课程设计总结 (13)6参考文献 (14)7电子秒表原理图元器件明细表 (15)8总电路图 (16)1 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。
人们对他的认识也逐步加深，不断完善电子秒表的功能，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。
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，同时也是用于对时间测量精度要求较高的场合。
数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、能强，而且容易实现测量的自动化和自能化。
随着集成计数的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛的渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
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、体育运动以及国防等方面。
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、生活娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效地加强我们的工作效率。
随着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，使我们我们的动手和实际操作能力得到了一定程度的提升，而不是单纯的学习理论。
数字电子技术课程设计报告课程设计（大作业）报告课程名称：数字电子技术设计题目：数字秒表院系：信息技术学院班级：设计者：学号：指导教师：**设计时间：2015.12.14--2015.12. 18 信息技术学院昆明学院课程设计（大作业）任务书目录一、设计目的 (1)二、设计要求和设计指标 (1)三、设计内容 (1)3.1电子秒表工作原理 (1)3.1.1总体设计 (2)3.1.2 脉冲电路设计 (2)3.1.3总清零控制电路 (6)3.1.4时间计数单元 (6)3.1.5分频电路 (8)3.1.6码驱动及显示单元 (9)3.1.7多功能数字秒表电路的组合 (10)3.2仿真结果与分析 (12)3.2.1 时钟发生器的测试 (12)3.2.2 计数、译码、显示单元的测试 (13)3.2.3 整体测试 (13)3.2.4 电子秒表准确度的测试 (14)四、本设计改进建议 (14)五、总结 (15)六、主要参考文献 (16)一、设计目的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、译码显示器等单元电路的综合应用。
2、学习电子秒表的调试方法。
3、秒表由五位七段LED显示器显示，其中一位显示“min”，四位显示“s”，其中显示分辨率为0.01s，计时范围为0～9分59秒99毫秒；具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等功能；控制开关为两个；启动（继续）/暂停计时开关和复位开关。
二、设计要求和设计指标制作一个数字秒表，将单个数字秒表组合设计成可以同时对多人进行计时的多人数字秒表。
电子秒表的工作原理就是不断输出连续脉冲给加法计数器，而加法计数器通过译码器来显示它所记忆的脉冲周期个数。
1.时钟发生器：利用石英震荡555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生脉冲。
2.记数器：对时钟信号进行记数并进位,百分之一秒和十分之一秒以及个位秒之间10进制,十位秒为六进制; 本设计采用可预置的十进制同步加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元。
机械与电子工程学院课程设计报告《数字电子技术》课程设计专业名称：班级：学号：姓名：指导教师：日期：2012.06.121前言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电子秒表的要求为：秒表最大计时值为99.99秒；分辨率为0. 1秒；具有启动计时、停止计时、清零等控制功能。
针对上述设计要求，我们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，并仔细阅读《电子技术基础实验》中实验十四《电子秒表》的设计相关资料。
工作安排方面：我们首先在课程设计的要求下设计出了数字式秒表的整体电路框图，将其分基本RS触发器，单稳态触发器，时钟发生器，计数及译码显示装置四个部分。
其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍。
完成了单元电路设计分析之后，进行总电路的拼接与调试，最后对总电路图进行分析，写出最终系统综述。
完成总电路的设计与分析之后，对资料与设计电路进行整理，排版，完成课程设计报告。
目录前言 (2)目录 (3)摘要 (4)关键字 (4)设计要求 (4)正文 (5)第一章系统概述 (5)第二章单元电路设计与分析 (6)一、时钟发生器电路设计 (1)二、计数及译码显示电路设计 (7)三、电子秒表的启动和停止电路设计 (7)四、电子秒表的清零电路设计 (8)第三章总体电路图 (9)参考文献、结束语 (10)主要器件及功能表 (10)收获与体会，存在的问题等 (13)课程设计评阅书 (15)电子秒表摘要第一章：系统概述简单介绍数字式秒表的系统设计思路，画出系统框图，并全面介绍总体工作过程或工作原理。
第二章：根据总功能框图的功能划分，分块设计单元电路，对每个单元路进行设计分析。
第三章：数字式秒表总电路图的给出，以及对系统进行综述。
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。
数电课程设计秒表15页一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握数字电路基础知识，特别是计时器电路的设计原理；2. 学习秒表的基本工作原理，理解秒表电路的组成部分及其功能；3. 掌握使用集成数字电路芯片设计秒表的方法，包括逻辑电路图的设计与实现。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的秒表电路；2. 培养学生动手操作能力，包括焊接、调试和排错数字电路；3. 提高学生的问题分析解决能力，能够对秒表电路进行故障诊断和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 通过团队合作设计秒表，增强学生的团队协作能力和沟通技巧；3. 强化学生对工程实践的责任感，认识到技术发展对社会进步的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标定位于理论与实践相结合，强调在理解基础知识的同时，注重学生实践技能的培养。
目标设定具体、可衡量，旨在让学生在学习过程中，不仅能掌握数字电路知识，而且能够将理论应用于实践，解决实际问题。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，依据教材相关章节，科学系统地组织以下内容：1. 数字电路基础知识回顾：复习触发器、计数器等基本数字电路的工作原理及应用。
2. 秒表工作原理：介绍秒表的计时机制，分析秒表的组成部分，包括时钟源、分频器、计数器、显示及控制单元等。
3. 集成数字电路芯片：讲解集成数字电路芯片的类型，如555定时器、计数器芯片等，及其在秒表设计中的应用。
4. 逻辑电路设计：教授如何利用数字电路设计软件绘制秒表电路图，以及使用面包板搭建实际电路。
5. 电路搭建与调试：指导学生动手搭建秒表电路，学习焊接、调试和排错技巧。
6. 故障分析与优化：培养学生分析电路故障的能力，针对问题提出解决方案，优化电路设计。
教学内容按照以下进度安排：1-2课时：数字电路基础知识回顾及秒表工作原理介绍。
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。
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。
电子技术课程设计报告--电子秒表的设计一、设计目的本次课程设计的目的是设计一款电子秒表，实现具备暂停和复位功能的计时功能。
通过设计本次课程，我将学习到如何运用单片机实现计时功能，同时也将提高自己的电子设计能力。
二、设计原理本次设计采用AT89S52单片机作为控制芯片，通过单片机控制数码管的显示，完成对时间的计时和显示功能。
下面详细介绍如何实现设计的计时功能。
1、初始化：将计时器寄存器清零，并设置定时器为8位计时模式，同时设置时钟源为频率为12MHz的晶振。
2、启动计时：将定时器计数器初始值设置为0，同时启动计时器。
3、计时：定时器开始工作后，每过1ms，计时器的值就会加1，当计时器的值达到255时，定时器会自动清零，并触发定时溢出中断。
4、显示：将计时器的值传入程序中，经过处理后，将时间转化为时、分、秒、毫秒等信息，并通过数码管的显示完成时间的显示。
5、暂停功能：通过按下暂停键，可以停止计时器的工作，并记录下当前的计时时间。
6、复位功能：通过按下复位键，可以将计时器的值清零，并停止计时器的工作。
三、硬件设计1、主控芯片AT89S52单片机：采用AT89S52单片机作为控制核心，具有一定的处理能力和存储容量，能在实现计时功的同时，还实现一些其他的控制功能。
2、显示模块数码管：本设计采用了4位共阴数码管，能够完成对时间的显示。
3、按键模块本设计采用了两个按键，一个用于暂停功能，一个用于复位功能。
4、电源模块本设计采用了12V电源转接头，将12V电源转化为单片机和数码管所需要的5V电压。
5、其他零件晶振：采用12MHz的晶振作为单片机的时钟源。
电容：采用22pF电容和晶振配对使用，稳定时钟信号。
四、软件设计本设计采用Keil C51软件进行开发。
软件编写的主要思路如下：1、GPIO配置：定义IO口及初始化相关设置，如数码管的引脚及输出方向。
2、时钟初始化：配置外部晶振的时钟源，并初始化相应的寄存器。
3、定时器初始化：设定中断周期，选择定时器的计数模式，启动定时器，并设置中断优先级。
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。
数字电子技术课程设计电子秒表Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】数字电子技术课程设计报告题目：电子秒表的设计专业：班级：姓名：指导教师：课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：电子秒表的设计起止日期：指导教师：周珍艮目录绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - 4第一章、设计要求设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -5系统总体框图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5、设计方案分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6第二章、电路工作原理及相关调试电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7相关调试- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 11第三章、实验总结附录A 电子秒表原理图附录B 相关波形元件清单参考文献绪论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，渗透到人们日常生活的方方面面，掌握必要的电工电子知识已经成为当代大学生特别是理工类大学生必备的素质之一。
电子秒表是日常生活中比较常见的电子产品，秒表的逻辑结构主要由时基电路、分频器、二一五一十进制异步加法记数器、数据选择器和显示译码器等组成。
整个秒表需有一个清零/ 启动信号和一个停止/保持信号装置，以便秒表能随意停止及启动，计数器的输出全都为BCD码输出，方便显示译码器连接。
本次设计基于简单易行的原则，秒表显示以为最小单位，最大量程为，采用七段数码管作为显示部分，以此来达到基本设计要求.我门设计的秒表，是以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，充分利用数字电路的计数、译码、显示的优良特性，使整个设计达到了比较满意的效果。
基本电路主要有时基产生电路、电源电路、分频电路、计数与译码电路（包括显示电路）、开关按钮电路。
所设计的电子秒表达到了设计要求的各项指标，并且在这个基础上进行了功能扩展，系统具有随时启动、停止以及清零功能。
这次设计中不但对以前的知识进行巩固，而且学会了更多的新知识，提高思维、强化动手能力，能够更好地适应和走上工作岗位，为以后的就业打下一定的基础。
关键字：时基电路、分频器、计数器、译码器、BCD码第一章、电路设计要求设计任务及目的一、设计任务用中小规模集成电路设计一个电子秒表，基本要求如下：1．能显示两位数10进制数，其计数范围——。
2．具有清零、预置数、停止等功能。
二、设计目的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。
系统总体框图电子秒表主要有分频器、计数模块、功能控制模块、势能控制模块和显示输出模块组成。
系统框图如图1所示。
系统功能要求：(1)具有时钟秒表系统功能要求显示功能，用4个数码管分别显示秒和百分秒。
(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，时钟正常显示状态，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)开启时间设定、关闭时间设定可通过控制信号中的时间调节来设置，在秒设置方面每按一下，秒就会自动加1，采用60进制计数，当计数到59时又会恢复为00；百分秒设置方面每按一下，百分秒会自动加1，采用100进制计数，当计数到99时，向上进位并恢复00。
系统时间可以同单独的至零信号，将数码管显示时间直接恢复到状态。
设计方案分析(1). 基准脉冲器根据设计要求，最小单位为秒，为减小计时误差，依次脉冲源产生100Hz信号。
此信号用555计时器构成的多谐振荡器产生。
根据公式频率f=[（R1+2R2）C1设置合适的阻容参数，使脉冲源产生100Hz的脉冲信号。
(2). 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，首先用一个74LS90对多谐振荡器产生的100Hz的脉冲信号进行十分频，然后，将输出端QD 取得周期为的矩形脉冲送入图二中右边的计数器中，图中两计数器都接成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～秒；1～秒计时。
(3). 控制部分节拍信号发生器选用一片74LS195构成的三位环形计数器来实现。
74LS195为四位单向移位寄存器,环形计数器的输出Q0、Q1、Q2分别作为计数部分的清零信号、计时信号和停止信号。
~CLR端外接的R、C加电清零电路，当接通电源时，由于电容C两端的电压不能突变，故为低电平，环形清零。
随后UC被充电到+5V，清零信号撤消。
电路中增加一个或非门使电路具有自启动功能。
一个开关控制三种工作态。
(4).脉冲发生器由基本RS触发器构成的单脉冲发生器为节拍信号发生器提供时钟脉冲。
每按动一次开关，Q端就产生一个单脉冲，用以控制三种工作状态的转换。
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。
按动按钮开关A（接地），则输出＝1；B复位后Q、状态保持不变。
再按动按钮开关A ,则输出由0变为1，使移位寄存器置入0001, 为计数器清零。
再次按动B、A使移位寄存器向右移位，经与多谐振荡器产生的脉冲相与后开始计时，再次按动B、A，移位寄存器的QC置1，使计数器停止计数。
第二章、电路工作原理及相关调试电路工作原理图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。
图1 电子秒表原理图按动按钮开关K2（接地），则门1输出Q＝1；门2输出Q＝0，K2复位后Q、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。
Q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、单稳态触发器图1中单元Ⅱ为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器，图2为各点波形图。
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号v i由基本RS触发器Q端提供，输出负脉冲v O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R Off 。
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R P和C P。
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。
3、时钟发生器图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2单稳态触发器波形图图3 74LS90引脚排列4、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～秒；1～秒计时。
注：集成异步计数器74LS9074LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。
图3为74LS90引脚排列，表1为功能表。
通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。
其具体功能详述如下：(1)计数脉冲从CP1输入，Q A作为输出端，为二进制计数器。
(2)计数脉冲从CP2输入，Q D Q C Q B作为输出端，为异步五进制加法计数器。
(3)若将CP2和Q A相连，计数脉冲由CP1输入，Q D、Q C、Q B、Q A作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。
(4)若将CP1与Q D相连，计数脉冲由CP2输入，Q A、Q D、Q C、Q B作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。
(5)清零、置9功能。
（a）异步清零：当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即Q D Q C Q B Q A＝0000。
(b)置9功能：当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即Q D Q C Q B Q A＝1001。
表1相关调试由于电路中使用器件较多，必须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，待各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，保证设计顺利进行。
1、基本RS触发器的测试2、单稳态触发器的测试(1)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。
(2)动态测试输入端接1KHZ连续脉冲源，用示波器观察并描绘D点（v D、）F点（v0）波形，如嫌单稳输出脉冲持续时间太短，难以观察，可适当加大微分电容C（如改为μ）待测试完毕，再恢复4700P。
3、时钟发生器的测试测试方法参考实验十五，用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节R W，使输出矩形波频率为50Hz。
4、计数器的测试(1) 计数器①接成五进制形式，R O(1)、R O(2)、S9(1)、S9(2)接逻辑开关输出插口，CP2接单次脉冲源,CP1接高电平“1”，Q D～Q A接实验设备上译码显示输入端D、C、B、A,按表17－1测试其逻辑功能，记录之。
(2) 计数器②及计数器③接成8421码十进制形式，同内容（1）进行逻辑功能测试。
记录之。
(3) 将计数器①、②、③级连，进行逻辑功能测试。
记录之。
5、电子秒表的整体测试各单元电路测试正常后，按图把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。
