《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。
数字式秒表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。本次实验所做数字式秒表由信号发生系统和计时系统构成。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。具体过程为：由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号，传入计数系统，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99分59.99秒，“分”和“10毫秒”为一百进制计数器组成，“秒”为六十进制计数器组成。
关键词：计时精度计数器显示器
设计要求：
1．秒表最大计时值为99分59.99秒；
2．6位数码管显示，分辨率为0.01秒；
3．具有清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能；4．控制操作键不超过二个。
第一章系统概述
所为数字式秒表，所以必须有一个数字显示。按设计要求，须用七段数码管来做显示器。题目要求最大记数值为99，59，99，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为0.01秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。
选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。其核心部分使用六个74160计数器采用串联方式构成，这种连接方式简单，使用元器件数量少。由于555定时器的比较器灵敏度较高，输出驱动电流大，功能灵活，再加上电路结构简单，计算比较方便，所以CP脉冲是由555多谐振荡器产生的。
数字式秒表实际上是一个频率（100HZ）进行计数的计数电路。由于数字式秒表计数的需要，故需要在电路上加一个控制电路，该控制电路清零、启动计时、暂停及继续计数等控制功能，同时100HZ的时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。数字电子钟的总体图如图所示。由图可见，数字电子钟由以下几部分组成：555振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；防抖开关；秒表控制开关；一百进制秒、分计数器、六十进制秒计数器；以及秒、分的译码显示部分等
串电阻串电阻串电阻
图1-1 原理流程图
第二章单元电路设计与分析
§2.1秒信号发生器
§2.1.1 555定时器的功能
555定时器组成及工作原理如下：
图2-1-1 555定时器电路结构图
如图2是555定时器电路结构的简化原理图和引脚标识。由电路原理图可见，该集成电路由下述几部分组成：串联电阻分压电路、电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管T以及缓冲器G组成。（注释：编号555的内涵是因该集成电路的基准电压是由三个5kΩ电阻分压组成）
定时器的功能主要取决于比较器，比较器C1和C2的输出控制着RS触发器和放电三极管T的状态，R D为复位端。当R D=0时，输出U0=0,T管饱和导通。此时其他输入端状态对电路清零0状态无影响。正常工作时，应将R D接高电平。当控制电压输入端5脚悬空时，比较器C1、C2的基准电压分别是2Ucc/3和Ucc/3。如果5脚Uic外接固定电压，则比较器C1、C2的基准电压为Uic和Uic/2。由图1中可知，若5脚悬空，当Ui6<2Ucc/3,Ui2Ucc/3时，比较器C1和C2输出均为高电平，即R=1, S=1.。RS触发器维持原状态，使Uo输出保持不变。
