《电子设计自动化课程设计报告-简易数字秒表设计》

数电课程设计
秒表
设计报告
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班级：
1.设计要求
带秒表的定时器
1．1分钟定时器。

2．1分钟任意设定计时量。

3．带有2次计数功能。

2.设计方案及思路
设计方案
1.信号发生器采用555记时器连成多谢振荡器，振荡周期1s，
设计电路图如图：
2kΩ
2. 通过2个74ls160十进制计数器接成60进制计数器对秒脉冲进行计数
3. 2次计数部分，通过2个74ls160芯片分别置为置数模式，用一个微动开关控制CLK
设计电路
3.元件清单
4.制作过程
1.制作过程
焊接的过程中，我是分模块进行焊接的，每焊完一部分检查一下功能是否正常，这样确保了最后焊完后没有发现什么大的问题，减少了调试的难度。

2.调试过程
1.按照电路图仔细焊接电路，最后发现有一个数码馆显示异常，猜测有可能是74ls48数码管驱动与数码管之间连接的问题，通过万用表终于发现有两个导线短路了，排除后正常2．发现按键开关产生抖动现象
在网上查了一下按键消抖的资料，明白了问题产生的原因以及解决的方法，就是通过一个SR锁存器进行消抖，然后正好发现所用的74ls00芯片上有剩余的与非门可以连接成SR锁存器。

消抖电路如下：
5.总结
通过这次课程设计，有许多收获：
1.巩固了课堂上学到的知识；
2.锻炼了自已的动手能力，了解了电子制作的基本知识；
3.学习了multisim的基本使用；
4.通过制作后的调试，增强了自己发现问题，解决问题的能力。

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。

数字秒表设计实验报告(一)数字秒表设计实验报告Introduction•实验目的：设计并实现一个数字秒表•实验时间：2021年10月10日至2021年10月15日•实验对象：本科计算机专业学生•实验设备：计算机、编程软件Experiment Procedure1.寻找合适的编程语言和开发工具2.设计秒表的用户界面3.编写代码实现秒表的计时功能4.测试并调试代码5.完善用户界面，添加重置和暂停功能6.进行性能测试，并分析结果Experimental Findings•选用Python编程语言和PyQt图形库进行开发•按照用户界面设计，实现了秒表的计时功能•通过测试，发现秒表计时准确性较高，误差范围小于0.1秒•添加了重置和暂停功能，提高了秒表的实用性•性能测试表明，在处理大数据量时，秒表的响应速度仍然较快Conclusion通过本次实验，我们成功设计并实现了一个功能完善的数字秒表。

通过合理的编程语言选择和用户界面设计，实验结果表明，我们的秒表具有准确的计时功能、良好的用户体验和较高的性能。

这对于计算机专业学生来说，具有较高的实用价值。

Future Work尽管我们已经取得了较好的实验结果，但仍有一些改进的空间。

在未来的工作中，我们计划：•进一步提高秒表的计时准确性，减小误差范围•探索更多的用户界面设计方案，增加更多便利的功能•优化性能，提高秒表在处理大数据量时的响应速度•结合云服务，实现秒表数据的备份和同步功能Acknowledgements感谢实验组的所有成员共同努力，以及指导老师的支持和指导，使得本次实验取得了圆满成功。

Reference无抱歉，关于数字秒表设计实验报告的文章已经终止。

理学院School of Scie nces创新课程设计报告学生姓名：学生学号：所在班级：电子092所在专业：电子信息科学与技术指导教师:数字电子秒表设计1. 引言电子秒表在生活中的应用,它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，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。

数字电子秒表是利用数字电子技术把模拟信号转换成数字信号来完成的，具有直观、准确性高的特点。

1.1设计目的1.建立数字电子电路系统的基本概念；2.运用CD406Q分频器的应用，计数器的级联及其计数、译码、显示电路的整体配合;3.建立分频的基本概念。

1.2设计要求设计一个数字电子秒表，该秒表具有显示功能和清零、开始计时、停止计时等功能。

设计的要求如下：1.以1 秒为最小单位进行显示;2.秒表可显示0〜9秒的量程；3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能;4．除了以上功能，个人可根据具体情况进行电路功能扩展。

1.3设计内容1.搭接电子秒表的整体设计电路；2.校准0.1 秒信号源；3.测试电子秒表清零、开始计时、停止计时功能2. 电路分析图2.1.1电子秒表电路图2.2电路分析图2.1.1是电子秒表完全的电路图，按功能可以分成四个单元电路进行分析，由时钟脉冲发生器、计算器、译码器和数码管组成。

其原理方框图如图 2.2.1所示。

〔吋钟脉冲］一〔计数器］―片译码器］一［显示221时钟脉冲发生器555定时器是模拟一数字混合式 集成电路，利用它可以方便地构成脉冲 产生、整形电路和定时、延时电路。

《电子技术》课程设计报告题目数字式秒表学院（部）专业电气工程及其自动化班级电气（）班学生姓名学号月日至月日共周指导教师（签字）前言数字式秒表是一种常用的计时工具，以其价格低廉、走时准确、使用方便、功能多而广泛用于体育比赛中，下文介绍了如何利用中小规模集成电路和半导体器件进行数字式秒表的设计。

本设计中数字秒表的最大计时是99分59.99秒，也就是说分辨率是0.01秒，最后计数结果用数码管显示，需要实现清零、启动计时、暂停计时、继续计时等功能。

当计时停止的时候，由开关给出一个清零信号，使得所有显示管全部清零在本次实验中由六片74LS160构成两个100进制计数器和一个60进制计数器来实现秒表的计数功能。

由于需要比较稳定的信号，我们用555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器产生100HZ的信号，用六个数码管显示计时，最后在电路中加入了两个控制开关一个控制电路的启动和暂停；另一个控制电路的清零。

目录题目摘要关键词设计要求 (4)第一章系统概述 (5)第二章单元电路与分析 (6)2.1 秒信号发生器 (6)2.1.1 555定时器的功能 (6)2.1.2 555构成的多谐振荡器 (7)2.1.3 多谐振荡器的仿真图 (8)2.2 消抖电路 (9)2 .3 分、秒、毫秒计数器电路设计 (9)2.3.1 选择计数器的方案 (9)2.3.2 74LS160计数器的功能介绍 (10)2.3.3 计数器最终连线图 (11)2.4译码部分 (12)2.4.1 译码器的基本原理 (12)2.4.2 方案的提出 (12)2.4.3 方案对比与选择 (13)2.4.4 74LS48的功能介绍 (13)2.5 数码管 (15)2.5.1 七段数码管工作原理 (15)2.5.2 七段数码管内部结构介绍 (16)2.5.3 显示器匹配电路图 (16)2.5.4 译码器与数码管匹配电路的仿真图 (16)第三章系统综述、总体电路图 (17)3.1 总电路图 (17)第四章结束语 (18)4.1 总结语 (18)4.2 故障分析 (18)参考文献 (19)元器件明细表 (19)鸣谢 (20)收获与体会 (21)评语 (22)数字式秒表摘要：数字式秒表是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，无机械装置，具有较长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

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。

目录数字秒表设计实验任务书 (1)一、设计实验目的： (1)二、设计实验说明及要求： (1)三、数字秒表组成及功能： (1)四、系统硬件要求： (1)五、设计内容及步骤： (2)六、硬件实现 (2)实验报告 (2)一、数字秒表顶层设计 (2)二、数字秒表内部设计 (3)1、分频器 (3)2、十进制计数器 (4)3、六进制计数器 (5)4、二十四进制计数器 (7)5、数据选择和数码管选择模块 (8)6、数码管驱动模块： (9)三、数字秒表仿真波形 (11)四、硬件验证 (11)五、实验总结 (11)数字秒表设计实验任务书一、设计实验目的：在MAX+plusII软件平台上，熟练运用VHDL语言，完成数字时钟设计的软件编程、编译、综合、仿真，使用EDA实验箱，实现数字秒表的硬件功能。

二、设计实验说明及要求：1、数字秒表主要由：分频器、扫描显示译码器、一百进制计数器、六十进制计数器（或十进制计数器与6进制计数器）、十二进制计数器（或二十四进制计数器）电路组成。

在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的100H Z 计时脉冲，除此之外，数字秒表需有清零控制端，以及启动控制端、保持保持，以便数字时钟能随意停止及启动。

2、数字秒表显示由时（12或24进制任选）、分（60进制）、秒（60进制）、百分之一秒（一百进制）组成，利用扫描显示译码电路在八个数码管显示。

3、能够完成清零、启动、保持（可以使用键盘或拨码开关置数）功能。

4、时、分、秒、百分之一秒显示准确。

三、数字秒表组成及功能：1、分频率器：用来产生100H Z计时脉冲；2、二十四进制计数器：对时进行计数；3、六进制计数器：分别对秒十位和分十位进行计数；4、十进制计数器：分别对秒个位和分个位进行计数；5、扫描显示译码器：完成对7字段数码管显示的控制；四、系统硬件要求：1、时钟信号为10MHz；2、FPGA芯片型号EPM7128LC84—15、EP1K30TC144—3或EP1K100QC208—3（根据实验箱上FPGA芯片具体选择）；3、8个7段扫描共阴级数码显示管；4、按键开关（清零、启动、保持）；五、设计内容及步骤：1、根据电路持点，用层次设计概念。

吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院微机原理课程设计报告设计题目：数字秒表的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：数字秒表设计报告一、课程设计目的通过该设计，掌握8255并行接口芯片、8253定时计数芯片的使用和数码管的使用，并掌握相应的程序设计和电路设计的技能。

是对8255并行接口芯片章节理论学习的总结和补充，为后续的硬件课程的学习打下基础。

二、课程设计的内容及要求利用8253计数器2和计数器1，实现1Hz信号的产生，然后计数器采用硬件触发选通方式计数，CPU读取计数结果，并转换为读秒计数，并把读秒计数的结果用数码管显示出来（2位）。

三、总体设计方案设计一个利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案, 该方案主要是选择8253A的计数器2与计数器1产生一个1Hz的中断脉冲，其输出端与不可屏蔽中断请求信号端相连接。

利用1.19318MHz脉冲方波输入CLK2，设置CLK2的初值为59659，将CLK2的输出端连接到CLK1，设置CLK1的初值为20，将OUT1连接到8086CPU 的NMI端。

将NMI端有一个低电平信号输入时，8086CPU将产生中断进行秒计数。

8086通过8255A将PA口作为段选信号输出端，将PB口作为片选信号输出端。

图3.1 方案设计框图此方案的核心内容是利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案，该方案主要是选择8253A的计数器2和计数器1进行1s的定时，其输出于OUT1与8086的NMI相连，当定时到1s的时候产生一个中断信号，在中断服务程序进行秒的计数，并送入相应的存储单元；8255的A口接七段数码管的段选信号，B口接七段数码管的位选信号，秒的数值通过对8255的编程可以显示在七段数码管上面。

该方案是利用微机接口技术的典范案例，就可行性而言，也是行之有效的。

四、硬件系统设计8086简介Intel 8086拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器(包含了堆栈指标)。

电子秒表电路设计实验报告一. 实验目的1.进一步提高独立分析问题和解决问题的能力。

2.掌握数字系统的分析和设计方法。

3.对数字集成电路的综合应用有进一步的认识和理解。

二. 设计题目：制作一个简易的电子秒表 功能要求:（1） 具有两位数码显示。

分别显示1/10秒和秒计数。

（2） 有两个按键分别控制启动（开始计时）/停止和清零。

功能表如下：三、概述：要完成题目要求的电子秒表功能，系统应具有如下几部分电路： 1、定时电路；题目要求最小计时单位为1/10秒，即100ms 。

这部分电路必须能准确的产生周期为100ms （频率为10Hz ）的时钟信号。

2、计时电路：题目要求系统具有两位显示器，分别显示秒和1/10秒信号。

所以本系统应具有两个十进制计数器，分别对定时信号进行计数，以产生1/10秒和秒计数。

系统计数范围从0.0～9.9秒。

3、显示译码驱动电路：将计数器的计数结果（BCD 码）通过译码器译成七段显示码并驱动LED 数码管显示出来。

4、控制电路：根据题目要求，本电子秒表应具有两个按键。

其中一个控制秒表的启/停，本按键应有自锁功能，按一次启动计时，再按一次停止计时。

另一个按键控制清“0”，本按键不需自锁，按下时系统清“0”；放开时系统回复正常计时功能。

系统电路结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图四、电路设计方案：1、定时电路：系统的定时电路要求产生周期为100ms的时钟信号。

在此我们用555定时器来实现。

定时器是电子秒表的核心，其作用是产生一个标准频率10赫兹的脉冲信号。

振荡频率的精度和稳定度决定了秒表的质量（如图2），图3为脉冲信号宽度图2 555定时器器图3 脉冲信号2、计时电路：本电路需要两位十进制加法计数器，对定时电路的时钟信号进行计数。

可用两片74LS160实现。

74LS160是同步十进制加法计数器，其功能表如下：应用两片74LS160组合级联可构成100进制计数器。

其级联方式可分为串行进位方式和并行进位方式两种。

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。