秒表的设计与制作分析解析

课题五电子秒表的设计与制作电子秒表作为典型的数字电路应用产品，它的电路组成涉及到触发器，单稳态触发电路，时钟发生电路及计数器，译码显示等数字电路中常用的单元电路。

通过对一个简易的电子秒表的设计与制作，可以使学生熟悉这些单元电路的综合应用及一个数字电路小系统的安装与调试方法。

1. 设计内容和要求用数字集成组件设计.安装与调试，1只电子秒表，设计要求为：1．两位数码管显示，计时范围为0.1~0.9S，步进为0.1S。

2．制成的电子秒表应具有起动，停止与清零等基本功能。

3．计数精度要求为在9.9S计数时间内，时间误差不超过±10ms。

4．可以用外接直接电流。

完成对电路的选择，参数设计，安装与调式，达到设计要求。

2. 设计方案的选择对电子秒表的设计虽然有多种方案，但主体电路都是对高稳定的时钟信号进行分频、计数译码与显示，再配以方便的使能按键，如起动、停止、保存和清除等。

对于本课题，选择的设计方案如图3—5—1所示。

图3-5-1 电子秒表设计方案方框图图中，时钟发生器产生频率较高的，脉冲波以提高系统的计时精度，由于设计要求中对精度的要求并不高，选用普通器件组成一个方波发生器产生100Hz的脉冲波。

100Hz 的脉冲波经十分频电路获得10Hz的脉冲波，作为0.1S位计时器的脉冲源。

0.1S位设计成一个十进制计数器，其进位输出即为秒脉冲，作为秒位计数器的时钟。

启动开关给闸门电路一个高电平以打开闸门，100Hz脉冲源作为分分频电路的时钟，若分频电路也是一个十进制计数器，则进位输出即为10HZ的时钟脉冲信号。

启动、停止开关控制电路应在起动端产生一个高电平使闸门打开，同行在它的停止端应提供一个供清零信号产生电路的起动信号，同时清零信号使输出各计数器瞬间清零。

当停止端输出高电平时，启动端必须为低电平以封锁闸门，使各计数器停止计数并保持。

3.单元电路的设计⑴启动和停止开关控制电路设置两个按键开关K1,K2,K1作为启动开关，K2作为停止开关，且按下为低电平，松开为高电平。

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。

秒表美学借鉴运动中的动感运动是一种充满活力和动感的活动，而秒表则是运动中不可或缺的工具。

然而，除了其实用功能外，秒表也具备一种独特的美学价值。

秒表美学借鉴了运动中的动感，通过设计和表现形式，将运动的活力和激情融入到秒表之中。

本文将探讨秒表美学如何借鉴运动中的动感，并展示其在设计和使用中的独特魅力。

一、设计元素的运用秒表美学的核心在于设计元素的运用。

首先，秒表的外观设计通常采用流线型和动感十足的造型，以呈现出运动的速度感和活力。

其次，色彩的运用也是秒表美学的重要组成部分。

明亮的颜色，如红色、橙色和蓝色等，常常被运用在秒表的表盘和指针上，以增加视觉冲击力和活力感。

此外，秒表的材质选择也是设计的重要考虑因素。

轻巧的塑料材质和耐用的金属材质常常被运用在秒表的制作中，以体现出运动的灵活性和坚韧性。

二、表现形式的创新除了设计元素的运用外，秒表美学还通过表现形式的创新来借鉴运动中的动感。

首先，秒表的显示方式常常采用数字显示，以提供更加直观和准确的时间信息。

其次，秒表的功能也得到了不断的创新和扩展。

除了基本的计时功能外，现代的秒表还可以具备计算速度、测量距离和记录数据等功能，以满足不同运动项目的需求。

此外，秒表还可以通过蓝牙连接和手机应用等方式，与其他设备进行互联，以提供更加便捷和智能的使用体验。

三、独特魅力的展示秒表美学的独特魅力在于其能够将运动的活力和激情展现出来。

首先，秒表的使用过程本身就是一种动感的体验。

当运动员按下启动按钮时，秒表开始计时，指针随着时间的流逝不断旋转，仿佛在诉说着运动的激情和挑战。

其次，秒表的使用场景也是展示其独特魅力的重要环节。

无论是在田径场上的赛道上，还是在游泳池边的计时台上，秒表都成为了运动员们追求卓越成绩的见证者和记录者。

最后，秒表的设计和品牌也成为了一种身份和品味的象征。

许多运动品牌都推出了自己的秒表系列，通过与运动员的合作和赛事的赞助，将秒表与运动的精神价值相结合，展示出独特的品牌魅力。

电子秒表设计方案电子秒表是一种按时间计数的仪器，主要用于精确测量短时间内的时间间隔。

传统的机械秒表已经逐渐被电子秒表所取代，因为电子秒表具有更高的精确度、更便捷的使用和更多的功能。

电子秒表的设计方案如下：1. 时钟系统：电子秒表需要一个准确的时钟系统来实现时间的测量和显示。

可以采用晶体振荡器来提供稳定的时钟信号，并通过倒数计数器来计算出时间。

2. 按键设计：电子秒表需要一个按键来控制计时的开始、停止和重置。

可以采用机械按键或者触摸按键，通过按下按钮来触发计时动作。

3. 显示屏幕：电子秒表需要一个清晰的数字显示屏来显示计时结果。

可以采用液晶显示屏或者LED显示屏，显示出秒表的计时时间。

4. 计时精确度：电子秒表需要具有高精确度的计时功能。

可以采用纳秒级的计时芯片来提供更精确的计时结果，并且可以进行校准来保持计时的准确性。

5. 记录功能：电子秒表可以添加记录功能，可以记录多个计时数据，并提供查看和保存功能，方便用户随时查看和比较不同的计时结果。

6. 声音提示功能：电子秒表可以添加声音提示功能，用于在计时开始、停止和重置时发出提示音，方便用户的操作。

7. 计时模式选择：电子秒表可以提供不同的计时模式选择，如计时、计次、倒计时等，满足不同用户的需求。

8. 电池供电：电子秒表可以采用电池供电，方便携带和使用。

可以选择使用可充电电池或者干电池，提供持久的使用时间。

9. 外观设计：电子秒表的外观设计可以采用简洁大方的设计风格，便于携带和使用。

可以选择耐用的材质和防水设计，增加秒表的使用寿命和适应性。

总之，电子秒表是一种精确、便捷、多功能的计时工具，设计方案可以结合以上要点进行设计，以提供用户更好的计时体验。

4位秒表的设计与制作一、任务要求该任务要求设计并制作一个4位秒表，秒表有启动、停止和清零功能，显示时间为0到9999秒。

该任务是综合应用数码管动态显示、单片机定时计数器和中断系统设计一个具有启动、停止、清零和校时功能的，能显示0到9999秒的4位秒表。

二、设计方案提示4位秒表的设计与1位秒表设计基本相似，所不同的是4位秒表要显示4位数据，而且要有校时功能，所以它只是综合了键盘、定时器、中断系统和动态显示的应用。

多位数显示器是用数码管显示4位十进制数，如果采用数码管静态显示方法，4个数码管要占用4个I/O端口，将占用单片机的所有I/O口而无法实现其他功能，因此不能用静态显示方法实现多位数据的显示。

如何用单片机控制数码管实现多位数据的现实，而又不占用太多的I/O口呢？这就要用到--------数码管的动态显示。

4位秒表设计与1位秒表的设计在原理上是一样的，不同的是：4位秒表要显示4位数，利用前面的数码管显示方法需要4个并行I/0口，而启动停止和清零要占用2个I/O线，89C52单片机只有4个并行I/O口，因此这种显示方法不能满足4位秒表的功能。

那么，如何实现4位秒表的设计呢？这就是该任务的关键------数码管动态显示技术三、系统硬件设计参考：4位秒表电路原理图如图3-21所示，有启动停止、清零和校时电路；数码管的位选端分别接P2口的P2.0~P2.3，段选端接P0口，74LS245是驱动电路。

图3-21 4位秒表电路原理图硬件电路设计图3-17 4位数据显示器的硬件原理图图3-17是4位数据显示器的硬件原理图，数码管是共阳连接，P2口输出显示段码，74LS245驱动数码管显示，CE是片选端，低电平有效；4位数码管的公共端分别由P3.0、P3.1、P3.2、P3.3控制。

四、系统软件设计参考程序//功能：4位数码管动态显示“1234”//函数名：delay50ms//函数功能：采用定时器1、工作方式1实现50ms延时，晶振频率12MHz//形式参数：无//返回值：无void delay50ms(){ TH1=0x3c; // 置定时器初值TL1=0xb0;TR1=1; // 启动定时器1while(!TF1); // 查询计数是否溢出，即定时到，TF1=1TF1=0; // 50ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零}void main() //主函数{unsigned char led[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92}; //设置数字0～5字型码unsigned char i,w;TMOD=0x10; //设置定时器1工作方式1while(1) {w=0x01; //位选码初值为01Hfor(i=0;i<4;i++){P2=~w; //位选码取反后送位控制口P2口w<<=1; //位选码左移一位，选中下一位LEDP1=led[i]; //显示字型码送P1口delay50ms(); //延时50ms}}}4位秒表流程图如图3-22所示：包括主函数流程、定时器中断函数和显示函数流程图。

数字电子秒表设计总结报告一．工作原理本数字电子秒表设计由启动、清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成。

如下图所示：启动清零复位电路主要由U6A 、U6B 、U7B 、U7D 组成，其本质是一个RS 触发器和单稳态触发器。

J1控制数字秒表的启动和停止，J2控制数字秒表的清零复位。

开始时把J1合上，J2打开，运行本电路，数字秒表正在计数。

当打开J1，合上J2键，J2与地相接得到低电平加到U6B 的输入端，U6B 输出高电平又加到U6A 的输入端，而U6A 的另一端通过电阻R15与电源相接得到高电平，（此时U6B 与U6A 组成RS 触发器），U6A 输出低电加到U7A 的输入端，U7A 被封锁输出高电平加到U5的时钟端，因U5不具备时钟脉冲条件，U5不能输出脉冲信号，因此U3、U4时钟端无脉冲而停止计数。

当J1合上时，打开J2键，J1与地相接得到低电平加到U6A 的输入端，U6A 输出高电平加到U6B 的输入端，U6B输出低电平加至U7B，使U7B输出高电平，因电容两端电压不能跃变，因此在R7上得到高电平加到U7D输入端，U7D输出低电平（进入暂态）同时加到U3、U4、U5的清零端，使得U3、U4的QD ---QA输出0000，经U1、U2译码输出驱动U9、U10显示“00”。

因为U7B与U7D组成一个单稳态电路，经过较短的时间，U7D的输出由低电平变为高电平，允许U3、U4、U5计数。

同时U6A输出高电平加到U7A的输入端，将U7A打开，让555的3脚输出100KHZ的振荡信号经U7A加到U5的时钟脉冲端，使得U5具备时钟脉冲条件，U5的9、10、7脚接高电平，U5构成十分频器，对时钟脉冲计数。

当U5接收一个脉冲时，U5内部计数加1，如果U5接收到第十个脉冲时，U5的15脚（RCO端）输出由低电平跳变为高电平作为U4的时钟脉冲，从而实现了对振荡信号的十分频，产生周期为0.1S的脉冲加至U4的时钟端。

摘要要求设计一个计数范围在0.0-9.9秒的数字秒表，精确度为0.1秒。

电路设计基本包括0.1秒脉冲发生器、信号控制端、整形电路、计数电路、译码电路和显示器这几部分构成。

0.1秒脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡电路实现，信号控制端由D触发器实现，即74LS74N，能够对整个电路进行清零、计数、停止和复位的作用。

计数器由两个十进制BCD 码74LS160级联而成。

在计数器的四个输出端分别接译码器的四个置数端，译码器由74LS48实现。

这个电路设有两个开关s1，s2，来实现对电路的清零、计数、暂停、复位的控制。

这样，一个简易的数字秒表便设计完成了。

关键字：555定时器、D触发器、编码、译码ABSTRACTDesign a digital stopwatch counting range in 0.0-9.9 seconds, accuracy of 0.1 seconds. Basic including 0.1 second pulse generator circuit design, signal control terminal, shaping circuit, counting circuit, decoding circuit and a display of this a few parts. More than 0.1 second pulse generator composed of 555 timer harmonic oscillation circuit implementation, signal control comprised D flip-flop, namely 74LS74N, can be reset to the whole circuit, counting, stop and reset. Two decimal counter by BCD 74LS160 cascade. In the four output end of the counter four load respectively at the decoder side, decoder by 74LS48 implementation. This circuit is equipped with two switch S1, S2, to implement to reset circuit, counting, suspend, and reset the control. So will design a simple digital stopwatch is complete.Key Word:555 timer, D flip-flop, encoding and decoding目录摘要------------------------------------------------------------------------1 1.设计目的及要求------------------------------------------------------31.1设计目的-----------------------------------------------------------31.2设计要求-----------------------------------------------------------32.设计原理及分析------------------------------------------------------42.1设计构想框图-------------------------------------------------------42.2设计原理分析-------------------------------------------------------42.2.1多谐振荡电路------------------------------------------------42.2.2开关控制端与D触发器----------------------------------------52.2.3与非门电路--------------------------------------------------52.2.4显示译码电路------------------------------------------------53.制作过程--------------------------------------------------------------73.1布局连线-----------------------------------------------------------73.2调试---------------------------------------------------------------73.3遇到问题及解决方法-------------------------------------------------84.心得感悟--------------------------------------------------------------8参考文献------------------------------------------------------------------9附录附录一元器件清单------------------------------------------------------10 附录二电路图----------------------------------------------------------101.设计目的及要求1.1设计目的通过对数字秒表的设计，熟练掌握555定时器脉冲信号产生的原理和D触发器的功能及原理，利用所学的电子技术基础（模拟部分）知识，回顾脉冲信号产生、计数、编码、译码的原理机制，进行对生活中不可或缺的秒表的设计。

秒表分析报告1. 引言秒表是一种常用的工具，用来测量时间的流逝。

在体育比赛、科学实验以及日常生活中，我们经常使用秒表来计时。

秒表的准确性对于确保比赛公平性和实验结果的可靠性非常重要。

因此，本文将对秒表进行分析，探讨其准确性和误差来源，以及如何提高准确性。

2. 秒表的工作原理秒表由一个计时手指和一套数字或模拟显示器组成。

当启动秒表时，计时手指开始运动，并且显示器开始计时。

当需要停止计时时，手指停止运动，计时器停止并显示所经过的时间。

秒表通常具有额外的功能，如分割计时和计次功能。

3. 秒表的准确性秒表的准确性是指其所显示的时间与真实时间之间的偏差。

秒表的准确性受到多个因素的影响，包括秒表本身的设计和制造质量，以及使用者的操作技巧。

3.1 秒表的设计和制造质量秒表的设计和制造质量对其准确性起着决定性的作用。

高质量的秒表通常采用精密的计时机制和高精度的计时芯片，以确保时间的准确性。

而低质量的秒表可能存在一些缺陷，如计时机制不稳定或计时芯片精度低，导致时间的误差增大。

3.2 使用者的操作技巧秒表的准确性还受到使用者的操作技巧的影响。

使用者需要准确地启动和停止秒表，并确保手指在计时过程中的稳定性。

不正确的操作可能导致时间的误差增加。

因此，使用者需要进行适当的培训和练习，以提高操作技巧。

4. 秒表误差的来源秒表的误差可以分为系统误差和随机误差两种来源。

4.1 系统误差系统误差是由于秒表本身的设计和制造质量问题而导致的误差。

这种误差是固定的，会在每次计时时产生相同的偏差。

系统误差可以通过校正来消除或减小，例如通过校准秒表或使用更准确的秒表。

4.2 随机误差随机误差是由于使用者的操作技巧或外部环境因素导致的误差。

这种误差是不可预测的，会在不同的计时中产生不同的偏差。

随机误差可以通过多次计时并取平均值来减小，以减少其对结果的影响。

5. 提高秒表准确性的方法为了提高秒表的准确性，可以采取以下几种方法：•选择高质量的秒表：选择具有精密计时机制和高精度计时芯片的秒表，以确保时间的准确性。

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。

简易秒表设计一、任务设计：1、设计任务设计并制作一个简易秒表。

2、设计要求●设计能记录60秒的秒表；●秒表功耗小于0.3mA/V。

3、发挥部分●能记录60秒的时间；●通过触碰工作或停止。

二、设计方案显示部分是本次设计的重要部分。

方案完全用软件实现秒表工作。

原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时分、秒信息。

利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。

该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。

而且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该秒表精度不高。

4、显示部分显示部分由两个数码管组成。

5、电源模块●采用手机使用电池可以满足供电，不需经常更换，更环保。

●供能电源便宜。

三、总体方案1、工作原理本设计采用STC89C51RC单片机作为本系统的控制模块。

单片机可把控制两个LED数码管记时的数据由软件来处理，从而把数据传输到显实模板，实现记时的功能。

以两个LED数码管为显示模板，把单片机传来的数据显示出来，来进行60秒记时。

在显示电路中，主要靠按键来开始、调零、复位。

2、总体设计设计总体框架图如图1四、系统硬件部分1. STC89C52RC单片机最小系统最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。

图2为STC89C51RC单片机的最小系统。

图2 最小系统电路图2、存储器模块存储器采用Atmel公司的STC89C52RC芯片。

该芯片内部含有256个8位字节，可通过I2C总线对其接口进行读写操作，而且带有写保护功能。

其接线图如图3所示。

图3 T24C02存储器电路5、数码管显示模块采用两个数码管进行记时工作，具有很低的功耗,正常工作时电流仅 2.0mA/5.0V。

通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。

简易秒表设计报告一．前言在电子科学技术高速发展的今天，高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中，给我们的生活带来了非常大的方便，每时每秒我们都能感受到产品的更新换代。

产品和技术革新的日新月异都让人非常惊讶。

像平常我们工作所用的电脑、手机和生活所用的电视机，收音机，Mp3等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，但这要归功于科学技术的高速发展。

简易秒表是我们的单片机课程设计题目。

简易秒表涉及到《模拟电子技术》和《电路分析》中的相关知识。

本文介绍的简易秒表电路设计新颖具有电路结构简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点,经使用效果良好,具有较高的推广价值。

二．系统设计要求⑴硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计。

⑵软件设计：根据硬件设计完成显示功能要求，完成控制软件的编写与调试；利用单片机定时器中断和定时器计数方式实现秒定时。

通过LED显示程序的调整，熟悉LED动态显示的控制过程。

⑶ 功能要求：用PB1启动秒表和停止秒表，PB2键将秒表归零，按一下PB1，即开始定时，在数码管上每秒加1，加到99，归零,秒表在暂停状态下，按下PB3键可对秒数加1，按下PB4键可对秒数减1。

（4）通过阅读和调试简易秒表整体程序，学会如何编制含LED动态显示、键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧。

三．设计思路分析本设计以单片机为核心设计的简易秒表方案是：用按钮PB1启动秒表和停止秒表，开启后立刻进入计时状态,用定时器T0进行1s的计数，每隔1s就把预设时间加1，用一个两位的LED数码管显示时间，按钮PB2将秒表归零，如果第二次按一下S1键，计时会立即停止，在数码管上显示当前秒数，这时如果按下PB2键，数码管会显示00，直到再次按下PB1键计时才会开始，当秒数加到99后，下一秒数码管会归零，即从0开始重新每秒加1计时。

另外在P1口的0和1引脚各连接一个按钮，一个进行加1，另一个进行减1。

数字秒表一、设计思路：该秒表由6位七段LED显示器显示，从左到右依次是分的左右位（minl、minr），秒的左右位（secl、secr）,毫秒的左右位（sec01l,sec01r）,其中显示分辩率为0.01 s，计时范围是0—59分59秒99毫秒。

具有清零、启动计时、停止计时等控制功能。

控制开关为两个：启动（继续）/暂停记时开关和复位开关。

计时信号为时钟信号，精度为0.01s。

因此，输入端有三个分别为时钟输入端clk，启/停输入端en,清零输入端reset,输出端有六个分别为分的十位个位，秒的十位个位，毫秒的十位个位，输出给六个七段LED数码管。

该系统可以分为两个模块计时模块和显示模块。

计时模块执行计时功能，经计数器累加计数，形成六十进制的计数器和一百进制的计数器。

显示模块的作用是将计时值在LED数码管上显示出来。

计时电路产生的值经过BCD七段译码后，驱动LED数码管。

二、各模块原理图计时器模块顶层设计实体原理图三、各模块源程序--计时器模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity miaobiao isport(clk,en,reset:in std_logic; --时钟频率要求100Hz sec01l,sec01r:out integer range 0 to 9; --0.01秒的左右显示位 secl,secr:out integer range 0 to 9; --秒的左右显示位minl,minr:out integer range 0 to 9); -- 分的左右显示位end entity miaobiao;architecture art of miaobiao issignal sec01t:integer range 0 to 99;signal sect: integer range 0 to 59;signal mint: integer range 0 to 59;beginprocess(clk,en,reset) isbeginif(reset='1') thensec01t<=0;sect<=0;mint<=0;elsif(clk'event and clk='1') thenif(en='1') thenif(sect=59 and sec01t=99) thensec01t<=0;sect<=0;mint<=mint+1;elsif(sec01t=99) thensec01t<=0;sect<=sect+1;mint<=mint;elsesec01t<=sec01t+1;sect<=sect;mint<=mint;end if;end if;end if;end process;sec01l<=sec01t/10;sec01r<=sec01t rem 10;secl<=sect/10;secr<=sect rem 10;minl<=mint/10;minr<=mint rem 10;end architecture art;--秒表显示模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity display isport(clk:in std_logic;data:in integer range 0 to 9;displayo:out std_logic_vector(6 downto 0)); end entity display;architecture art of display isbeginprocess(clk,data)beginif(clk'event and clk='1') thencase data iswhen 0=>displayo<="0111111";when 1=>displayo<="0110000";when 2=>displayo<="1101101";when 3=>displayo<="1111001";when 4=>displayo<="0110011";when 5=>displayo<="1011011";when 6=>displayo<="0011111";when 7=>displayo<="1110000";when 8=>displayo<="1111111";when 9=>displayo<="1110011";when others=>displayo<="0000000";end case;end if;end process;end architecture art;--顶层模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity topmiaobiao isport(clk,en,reset:in std_logic;displaysec01l:out std_logic_vector(6 downto 0); displaysec01r:out std_logic_vector(6 downto 0); displaysecl:out std_logic_vector(6 downto 0); displaysecr:out std_logic_vector(6 downto 0); displayminl:out std_logic_vector(6 downto 0); displayminr:out std_logic_vector(6 downto 0)); end entity topmiaobiao;architecture art of topmiaobiao iscomponent miaobiao isport(clk,en,reset:in std_logic;sec01l,sec01r:out integer range 0 to 9;secl,secr:out integer range 0 to 9;minl,minr:out integer range 0 to 9);end component miaobiao;component display isport(clk:in std_logic;data:in integer range 0 to 9;displayo:out std_logic_vector(6 downto 0)); end component display;signal sec01l,sec01r:integer range 0 to 9;signal secl,secr:integer range 0 to 9;signal minl,minr:integer range 0 to 9;beginmiaobcontr:miaobiao port map(clk=>clk,en=>en,reset=>reset, sec01l=>sec01l,sec01r=>sec01r,secl=>secl,secr=>secr,minl=>minl,minr=>minr);a1:display port map(clk,sec01l,displaysec01l);a2:display port map(clk,sec01r,displaysec01r);a3:display port map(clk,secl,displaysecl);a4:display port map(clk,secr,displaysecr);a5:display port map(clk,minl,displayminl);a6:display port map(clk,minr,displayminr);end architecture art;四、时序仿真图计时模块时序仿真图五、心得体会开始做设计时总是会犯一些错误，经过不停的改错不停的编译才能得到正确的程序。

电子秒表的设计目录一、设计要求 (2)二、设计的目的与作用 (2)三、设计的具体体现 (2)1.电子秒表的基本组成 (3)2.电子秒表的工作原理 (3)3.电子秒表的原理图 (4)4.单元电路设计 (4)5.设计仿真与PCB制版 (12)四、心得体会 (17)五、附录 (18)六、参考文献 (20)一、设计要求1.以0.01秒为最小单位进行显示。

2.秒表可显示0.01〜59:59:99秒的量程。

3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能。

二——计^方方案一：通过单片机来实现电子秒表基于51单片机电子秒表，设计简单，而且技术准确，缺点是价格相比于数字电路实现的秒表技术要昂贵。

方案二：采用数字电路来实现秒表计数，优点是价格便宜，计数精确，反应较快，缺点是，电路芯片较多，设计电路复杂。

经过比较选择了较为经济适用的数字电路。

二、设计的目的与作用1.培养我们运用有关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高专业基本技能、创新能力。

通过课程设计，学习到设计写作方法，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计和研究成果。

2.熟悉555方波振荡器的应用。

3.熟悉计数器的级联及计数、译码、显示电路的整体配合。

4.建立分频的基本概念三、设计的具体体现1.电子秒表的基本组成电子秒表电路的基本组成框图如图所示，它主要由基本RS触发器、多谐振荡器、计数器和数码显示器4个部分组成。

电子秒表电路的基本组成（方框图）如下：图（1）电子秒表基本组成方框图2.电子秒表的工作原理由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块计数器QA与CP2相连，都已接成8421码十进制计数电路，第4块接成六进制形式，其输出端与译码显示器的相应输入端连接，可显示00:00 : 00—— 59:59:99s3•电子秒表的原理图图（2）原理图4.单元电路设计（1）由NE555F组成的多谐振荡器（多谐振荡器）ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。

数字时钟（秒表）秒表是人们日常生活中常用的测时仪器，它能够简单的完成计时、清零等功能，从一年一度的校际运动会到NBA、世界杯、奥运会，都能看到秒表的身影。

请详细分析秒表的计时策略和实现方法，给出相应的设计方案和仿真结果。

一、系统设计要求设计一块数字秒表，能够精确反映计时时间，并完成复位、计时功能。

秒表计时的最大范围为1小时，精度为0.01秒。

秒表可得到计时时间的分、秒、0.1秒等度量，且各度量单位间可正确进位。

当复位清零有效时，秒表清零并做好计时准备。

任何情况下，只要按下复位开关，秒表都要无条件的进行复位操作，即使在计时过程中也要无条件的清零。

设置秒表启动/停止开关。

按下该开关，秒表即刻开始计时，并得到计时结果；放开开关时，计时停止。

二、系统设计方案根据上述设计要求，可以预先设计若干个不同进制的计数器单元模块，然后将其进行例化组合来得到数字秒表系统。

要满足数字秒表的精度，首先要获得精确的计时基准信号，这里的系统精度要求为0.01秒，因此必须设置周期为0.01秒的时钟脉冲。

1/100秒、秒、分等计时单位之间的进位转换可以通过不同进制的计数器实现，我们分别设计十进制计数器和六进制计数器，每位计数器均能输出相应计时单位计数结果，其中，十进制计数器可以实现以0.01秒、0.1秒、1秒和1分为单位的计数，六进制计数器可以实现以10秒、10分为单位的计数，把各级计数器级联，即可同时显示百分秒、秒和分钟。

停止和启动功能可以通过计时使能信号完成。

信号有效时正常计时，否则没有脉冲输入到计数器，从而停止计时。

因为一旦按下复位清零开关数字秒表就无条件清零，因此其优先级必须高于计时使能信号。

数字秒表的系统框图如下图所示。

Clk0是周期为0.01秒的时钟脉冲，clr0为复位清零信号，en为计时使能信号，dataout[23…0]为输出信号，以不同的时钟周期为单位的计数器对所应的输入信号如下表所示。

三、VHDL编程数字秒表的实现主要依赖于两个计数器模块的设计：十进制计数器和六进制计数器。

实验设计报告题目：专业：姓名：目录一、绪论 (3)二、课程设计任务与要求 (3)三、实验设计所需硬件 (4)四、实验设计原理图 (4)五、汇编实验程序 (5)六、实物图照片 (8)参考文献 (9)单片机秒表实验报告一、绪论秒表计时器是电器制造，工业自动化控制、国防、实验室及科研单位理想的计时仪器，它广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。

在现在的体育竞技比赛中，随着运动员的水平不断提高，差距也在不断缩小。

有些运动对时间精度的要求也越来越高，有时比赛冠亚军之间的差距只有几毫秒，因此就需要高精度的秒表来记录成绩。

二、课程设计任务与要求（1）让一只LED灯自由闪烁（即间歇式亮灭）。

（2）让数码管的低两位显示一个两位数50。

（3）使用一按键控制上述数字的加1，每按一下数字加1，当加到59时，再按一下，则从0开始，即在0到59循环加。

（4）使用另一按键控制上述数字的减1，每按一下数字减1，当减到0时，再按一下，则从59开始，即在0到59循环减。

（5）做一顺时计时秒表，以一秒为单位计时，分和秒之间用一小数点作间隔（6）用一个按键控制该计时秒表的暂停与继续，另一个按键使秒表复位（即数码管归位到0）。

（7）能用按键设定某一时刻，当计时到达这一时刻时，LED灯闪烁，且秒表停止变为0。

三、实验设计所需硬件6 脚自锁式开关1 个STC89C52 1 个74HC573H 1 个20 脚芯片座子1 个MAX232 1 个16 脚芯片座子1 个9 针串口公头1 个晶振12M 1 个电解电容10uF 6 个瓷片电容30pF 2 个共阴数码管 1 个40 脚芯片座子1 个按键 5 个电阻10k欧 2 个电阻500欧 1 个四、实验设计原理图五、汇编实验程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned charcode uchar tab[]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //共阴数码管0-9 uchar miao,num=51,count,smg,m ,mshi,mge,fshi ,fge;sbit key1 = P1^4; //控制秒钟加sbit key2 = P1^5; //控制秒钟减sbit key3 = P1^6; //控制按键切换sbit key4 = P1^7; //控制分钟加减sbit led = P2^0; //控制LED等闪烁sbit P1_0 = P1^0; //控制第一位数码管sbit P1_1 = P1^1; //控制第二位数码管sbit P1_2 = P1^2; //控制第三位数码管sbit P1_3 = P1^3; //控制第四位数码管void delay(uint z) //延时函数,z的取值为这个函数的延时ms数，如delay(200);大约延时ms.{ //delay(500);大约延时ms.uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}EA = 1;TMOD= 0X11;TH0 = 0X3C;TL0 = 0XB0;TH1 = 0X3C;TL1 = 0XB0;ET0 = 1;TR0 = 1;ET1 = 1;void TIME0() interrupt 1{TH0=(65535-50000)/255;TL0=(65535-50000)%255;count++;if(count==20){ count=0;num++;}if(num==60)num=0;}void display(uchar num) {P1=0xff;P1_2=0;P0=tab[num%10];delay(1);P1=0xff;P1_1=0;P0=tab[num/10];delay(1);P1=0xff;}void keyscanf(){if(key1==0){delay(20);if(key1==0);{num++;if(num==59)num=0;while(!key1);}}if(key2==0){delay(20);if(key2==0);{num--;if(num==-1)num=59;while(!key2);}}if(key3==0){delay(20);if(key3==0);{ss++;if(ss%2==1)TR0=1;elseTR0=0;while(!key3);}}if(key4==0){delay(20);if(key4==0);num=0;while(!key4);}}void stopwatch(){TR1 = 1;if(m == 20){m = 0;smg++;if(smg == 60){smg = 0;num++;if(num == 60)num = 0;}mshi = smg/10;mge = smg%10;fshi = num/10;fge = num%10;}}void main(){TIME0init();while(1){keyscanf();display(num);}}六、实物图照片参考文献[1]张毅刚主编.《单片机原理及应用》.高教出版社.2003[2] 严洁主编,《单片机原理及其接口技术》机械工业出版社.2010[3] 申忠如主编,《MCS-51单片机原理及系统设计》西安交通大学出版社.2008。