电子秒表设计数字逻辑课程设计范本

基于数字电路电子秒表课程设计摘要电子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。

它从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本次实验所做电子式秒表由信号发生系统和计时系统构成,并具有清零,暂停功能。

由于需要比较稳定的信号，所以信号发生系统555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器构成，信号频率为100HZ。

计时系统由计数器、译码器、显示器组成。

计数器由74 LS160构成，由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器，采用异步进位方式。

译码器由74LS48构成，显示器由数码管构成。

清零,暂停功能由RS触发器构成防抖动开关。

具体过程为：由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号先进入计数器，然后传入译码器，将4位信号转化为数码管可显示的7位信号，结果以“分”、“秒”、“10毫秒”依次在数码管显示出来。

该秒表最大计时值为59分59.99秒，“10毫秒”为一百进制计数器组成，“分”和“秒”为六十进制计数器组成。

关键词：计时精度计数器显示器AbstractElectronic stopwatch is the realization of a digital circuit technology,.It can realize the hour, minute, second timer.It does not have mechanical means and has a longer life, so it has been widely used. The principle is a typical digital circuit, which includes a combination logic circuit and a timing circuit. The experiments can be done by electronic stopwatch constituted by the signal system and timing system, and has cleared pause function. Due to the need of a more stable signal, the signal generating system is constituted by the 555 Timer with the resistors and capacitors, and the signal frequency is 100Hz. Timing system contains the counter, decoder, display. Counter 74 LS160 constituted by the decimal counter the decimal and sexagesimal counter, which uses asynchronous binary. The decoder from 74LS48 constitute display digital tube constitute Cleared, the pause function by the RS flip-flop. Its specific process: the 100Hz pulse signal generated by the crystal oscillator and first into the counter, and then the incoming decoder, a 4-bit signal is converted to 7-bit signal of the digital control can be displayed, the result by "minute", "second", "10 milliseconds" turn on the digital display. The stopwatch timing is 59 minutes, 59.99 seconds, 10 milliseconds is the 150 binary counter, "minute" and "second" is the six decimal counter.Keyword:Timing accuracy counter display目录一、设计任务与要求 (2)二、方案设计与论证 (2)三、单元电路设计与参数计算 (4)1．信号发生器单元电路 (4)2．时钟分频计数单元电路 (6)3．显示及译码单元电路 (11)4．控制电路 (13)四、总原理图及元器件清单 (14)五、结论与心得 (17)六、参考文献 (18)一、设计任务与要求用74系列数字器件设计一个电子秒表,要求:1.以0.01秒为最小单位进行显示。

电子秒表设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子秒表的基本原理和功能，掌握计时器的工作流程。

2. 学生能够运用所学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简易的电子秒表。

3. 学生能够解释电子秒表中涉及的时间单位，如秒、分、时，并掌握它们之间的换算关系。

技能目标：1. 学生能够运用问题解决和团队合作的能力，完成电子秒表的电路设计和组装。

2. 学生通过实际操作，提升动手能力和实验技能，能够准确使用工具进行电子电路的搭建。

3. 学生能够通过编写简单程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和创新实践的热爱，增强对科学探究的兴趣。

2. 学生在学习过程中，发展耐心、细心和责任感，认识到精确计时在科学研究和技术发展中的重要性。

3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，尊重他人意见，学会共同解决问题。

课程性质：本课程是一门实践性与理论性相结合的综合性课程，旨在通过实际操作，使学生理解电子计时器的原理和应用。

学生特点：考虑到学生年级特点，他们已经具备一定的物理知识和动手能力，但需进一步培养创新思维和实际应用技巧。

教学要求：教学中应注重理论与实践的结合，鼓励学生主动探索，注重培养学生解决实际问题的能力和科学探究精神。

通过具体的学习成果，将课程目标转化为可观察、可评估的指标，为教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子秒表原理介绍：讲解计时器的基本工作原理，如振荡器、计数器、时钟脉冲等，关联课本第三章关于数字电路的内容。

2. 电子元件认知：学习常用电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等，并了解它们在电子秒表中的作用，对应课本第二章电子元件的知识点。

3. 电路设计与搭建：根据电子秒表的功能需求，设计电路图，选用合适的电子元件进行电路搭建，结合课本第四章的电路设计原理。

4. 程序编写与调试：学习编写简单的程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试，关联课本第五章关于微控制器的基础知识。

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电子秒表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：周珍艮设计要求：1、明确设计题目，确定方案。

对于考虑的方案，经过比较后，确定选择哪个方案。

2、单元电路的设计和元器件的选择。

要列出元器件清单3、画出完整的电路原理图和必要的波形图，并说明主要工作原理。

4、计算出各元器件的主要参数，并标在电路图中恰当的位置。

5、画出电路图。

6、对电路性能进行测试，并分析是否满足要求。

7、按要求撰写课程设计报告。

报告内容包括目录、正文（概述，硬件原理图介绍，需要的元器件清单）、结论（设计的电路性能测试及总结，设计过程中遇到的问题及解决方法，心得等）、参考文献、附录（可有可无）等。

目录绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4第一章、设计要求1.1设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -51.2 系统总体框图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 51.3、设计方案分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6第二章、电路工作原理及相关调试2.1 电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 72.1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。

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。

目录1.引言1.1设计目的-------------------------------------------------------2 1.2设计内容-------------------------------------------------------2 1.3设计要求-------------------------------------------------------2 2．数字电子秒表设计2.1仪器设备-------------------------------------------------------3 2.2设计原理-------------------------------------------------------32.3电路设计及仿真-------------------------------------------------33.电路的硬件验证--------------------------------------------------104.心得体会---------------------------------------------------------125.参考文献---------------------------------------------------------121.引言1.1设计目的：（1）掌握同步计时器74160、74161的使用方法，并理解其工作原理。

（2）掌握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+plusII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、管脚锁定的芯片下载的方法。

（6）掌握用EDA硬件开发系统进行硬件验证的方法。

数字逻辑课程设计_秒表一、教学目标本课程旨在让学生掌握秒表的基本原理和使用方法，培养学生的数字逻辑思维和实际操作能力。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解秒表的工作原理，包括时间计算、计数器等基本概念。

2.技能目标：学生能够熟练使用秒表进行时间测量和计数，并能进行简单的故障排查和维修。

3.情感态度价值观目标：通过学习秒表，培养学生对科学技术的兴趣和好奇心，提高学生的问题解决能力和团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.秒表的基本原理：介绍秒表的工作原理，包括时间计算、计数器等基本概念。

2.秒表的使用方法：教授学生如何正确使用秒表进行时间测量和计数，包括操作步骤和注意事项。

3.秒表的故障排查和维修：培养学生对秒表故障的识别和解决能力，包括常见故障的原因和维修方法。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解秒表的基本原理和使用方法，让学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生分组讨论秒表的使用心得和故障解决经验，促进学生之间的交流和合作。

3.案例分析法：教师提供一些实际的案例，让学生分析并解决秒表的使用问题，培养学生的实际操作能力。

4.实验法：学生在实验室进行秒表的操作和实践，加深对秒表的理解和掌握。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的秒表教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供一些相关的参考书籍，供学生进一步深入学习。

3.多媒体资料：制作一些教学视频和演示文稿，帮助学生更好地理解秒表的工作原理和使用方法。

4.实验设备：准备一些秒表和相关实验设备，让学生进行实际操作和实验。

五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评估其学习态度和理解能力。

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。

第一章实验概述1.1实验设计任务1.1.1 设计任务1. 设计一个电子秒表，可显示4位数，计时范围0——10分钟2. 显示精确到0.1秒，对0.01秒进行四舍五入3. 有暂停、启动、恢复和连续功能，显示板由发光二极管构成2.1 实验目的与设计要求2.1.1 实验目的1. 学习数字电路基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器、计数器以及译码显示器等单元电路的综合应用；2. 了解电子秒表的组成与工作原理；3. 熟悉中规模集成电路的应用；4. 掌握电子秒表的设计、调试以及故障排除方法；5. 培养书写综合实验报告的能力。

2.1.2 设计要求1. 根据设计任务要求，综合运用数字电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成设计课题。

2. 根据课题查阅书籍，独立思考，深入研究课程设计中遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

3. 根据设计要求，从选择设计方案开始，首先按单元电路进行设计，选择合适的元器件，最后画出总的电路图。

4. 学会电子电路的连线安装和调试技能，最终实现任务要求的全部功能；电路布局合理，走线清楚，工作可靠。

5. 写出完整的实验报告，调试中出现的异常现象的分析与讨论。

第二章 电子秒表的设计过程2.1 电路的设计与元件的选择2.1.1 总体方案的设计图 2.1电子秒表一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。

其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。

信号送入计数器，累计结果以分、秒、分秒的数字显示出来，分、分秒由十进制计数器构成，秒由六十进制计数器构成。

其原理框图（如图2.1）脉冲发生电路振荡器 分频器计数器显示译码 显示显示显示译码 译码 译码分计数 秒十计数 秒个计数 分秒计数四舍五入控制电路2.1.2 所需元件的选择1. 二输入与门、二输入与非门、二输入或门、反相器2. 多谐振荡器：f=100Hz（集成555定时器的应用）（如图2.2）振荡周期T=0.7（R1+2R2）C，调节滑动变阻R2可输出不同的频率的脉冲信号；此振荡器在电路中是为分频器和四舍五入电路提供脉冲信号。

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。