(九)计时电路设计实例
计时器电路设计
计时器电路设计介绍计时器是一种广泛应用于各个领域的电子设备，用于测量时间和计时。
它可以在工业、科学实验、运动比赛等场景中起到非常重要的作用。
在本文中，我们将深入探讨计时器电路的设计原理、常见的电路结构和一些注意事项。
设计原理计时器电路的设计原理基于时钟信号和计数器。
时钟信号是一个周期性变化的信号，可以通过晶体振荡器、RC电路或者外部信号源来提供。
计数器是一个用于计数和存储时间的电子元件，它可以根据时钟信号的输入进行状态变化。
通过将时钟信号输入计数器，我们可以实现对时间的精确测量和计时。
常见的电路结构1. 二进制计数器二进制计数器是最常见的计时器电路之一。
它由多个触发器组成，每个触发器都有两个稳定的状态（0或1）。
当时钟信号的边沿到达时，触发器的状态会根据其输入进行变化。
通过串联多个触发器，我们可以实现更大范围的计数。
2. 时钟分频器时钟分频器是一种用于减小时钟频率的电路。
它可以将高频时钟信号分频为低频时钟信号，以适应特定的应用需求。
时钟分频器通常使用计数器来实现，通过设定计数器的初始值和计数阈值，可以实现不同的分频比。
3. 定时器定时器是一种能够在指定时间间隔内产生触发信号的电路。
它通常由一个计数器和比较器组成。
计数器根据输入的时钟信号进行计数，当计数值达到预设的比较值时，比较器会产生触发信号。
定时器广泛应用于定时开关、闹钟、计时器等场景。
4. 脉冲宽度调制器（PWM）脉冲宽度调制器是一种能够通过调节脉冲信号的宽度来控制输出信号的电路。
它通常由一个计数器和比较器组成。
计数器根据输入的时钟信号进行计数，当计数值小于比较值时，输出信号为高电平；当计数值大于比较值时，输出信号为低电平。
通过调节比较值，可以实现不同占空比的脉冲信号。
设计要点在设计计时器电路时，有一些要点需要注意。
1. 选择合适的计数器根据应用需求选择合适的计数器非常重要。
不同的计数器具有不同的计数范围和精度。
在选择计数器时，需要考虑计数范围是否满足需求、精度是否足够高以及功耗和成本等因素。
倒计时电路
倒计时电路(总8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除概述倒计时计时器的用途很广泛。
它可以用做定时，控制被定时的电器的工作状态，实现定时开或者定时关，最长定时时间为999分钟。
它还可以用做倒计时记数，最长记时时间为999秒，有三位数码管显示记数状态。
设计思路: 用三个可预置数的减计数器组成三位二-十进制减计数器，用三个译码器和三个LED数码管显示器，CMOS电路组成秒/分选择器，另外有控制电路，控制器随着计数器计数的状态发生改变，计时期间，用电气开关断开，当计时完毕时，用电气开关闭合。
目录1.设计任务及目的 .................................................. - 2 -2.倒计时计数器组成及原理 ............................................ - 2 -2.1倒计时计数器 .................................................................................................... - 2 -2.2工作原理 ......................................................................................................... - 3 -43.拟定设计方案 ........................................................................................................ - 3 -53.1 用proteus进行仿真设计................................................................................... - 3 -3.2计时器电路： .................................................................................................... - 4 -3.3控制电路 ........................................................................................................... - 5 -3.4 报警电路 ........................................................................................................... - 6 -4.使用手册.................................................................................................................. - 7 -5.整体电路图 .............................................................................................................. - 7 -6.课程设计总结 ...................................................................................................... - 8 -101.设计任务及目的设计任务:1).构思设计方案及实现方式。
电工电子综合实验数字计时器设计-实验报告
电工电子综合实验数字计时器设计实验报告实验目的：通过设计数字计时器，学会了解、掌握数字电路设计方法，加深了对时序逻辑电路、数字电路逻辑设计的理解。
同时通过实验，掌握了数字计时器的实际应用。
实验设备：1. 数字逻辑实验箱2. 7400、7402、7474、7447、555、7490、74138 等集成电路3. 面包板4. 丝印PCB板5. 电路图绘图软件6. 万用表7. 示波器实验原理：数字计时器是一种可以按照一定规律进行计数的仪器。
数字计时器要求计数精度高，计数速度快，计数范围广，易于操作等特点。
其基本实现原理是将高低电平不断切换写入计数器，计数器对输入的高低电平进行计数。
实验步骤：1.搭建基本框架电路(a) 用7400 NAND 双输入门和555计时器构成高电平宽度为1s 的方波输出脉冲。
(b)通过7402 NOR门和7474锁存器控制计数器数据输入端。
(c)接上两个7490模数计数器，构成0-99计数器。
(d)加上LED数码管和BCD-7定码器，组成数字显示模块。
2.绘制电路原理图(a)按照以上搭建步骤绘制电路原理图。
(b)尽量做到简明、清晰。
3.电路测试(a)连接电路后，使用万用表检测电路各组成部分是否正常。
(b)接上示波器，检测计数器时序是否正确、脉冲是否稳定、脉冲宽度是否正确。
(c)通过手动输入不同数字，测试数字显示模块是否正常。
实验结论：通过以上实验，我们成功设计出了数字计时器电路，并对其进行了测试。
该计时器具有较高的计数精度，计数速度快，计数范围广，易于操作等优点，可以广泛应用于各种计时场合。
同时，通过实验，我们深入了解了时序逻辑电路和数字逻辑电路设计原理及应用，进一步增强了我们的实践能力和创新思维。
(完整版)电子倒计时定时器设计毕业设计论文
江苏信息职业技术学院毕业设计（论文）题目：电子倒计时定时器设计摘要随着时代的进步，电子技术的发展，倒计时定时器得到了越来越广泛的应用，给人们日常的生活、学习、工作、娱乐带来便利，电子定时器相比普通的定时器来事具有体积小、重量轻、造价低、精度高等特点。
本设计主要采用51系列单片机，通过硬件电路设计和软件编程设计来实现，硬件主要包括主控模块，时间显示模块，键盘设置模块，报警器模块的设计，软件编程主要采用C语言，虽然程序条数比较多，但是设计起来比较方便，可通过Keils软件进行调试。
此次倒计时定时器采用单片机AT89S51为核心，利用时钟芯片DS1302来显示一天的时间，系统通电后利用数码管自动显示当前时间，通过键盘可以调整时间，分别对时、分、秒进行加减，也可以通过键盘转换成倒计时模式，最大倒计时时间为59分59秒，而且误差很小，当倒计时为零时蜂鸣器进行报警，指示灯变亮，倒计时功能关闭则显示当前时间，操作简单方便。
关键词：时钟芯片；AT89S51；倒计时；DS1302目录摘要 (1)第1章绪论 (5)1.1课题的学术背景及其实际意义 (5)1.2相关领域的成果及存在的不足 (5)1.3课题来源及主要研究内容 (5)第2章倒计时定时器的结构、原理及设计方案 (7)2.1 单片机的发展概况 (7)2.2 51单片机的内部结构 (7)2.3 设计要求、方案及框图 (9)2.1.1设计要求 (9)2.1.2设计方案 (9)2.1.3设计框图 (10)第3章硬件电路设计 (11)3.1ATS89C51单片机介绍 (11)3.2时钟模块 (13)3.2.1DS1302简介 (13)3.2.2 (14)3.2.3时钟电路设计 (15)3.2.4时钟复位电路 (15)3.3键盘模块 (16)3.4显示模块 (17)3.4.1LED数码管介绍 (17)3.4.2 (19)3.5报警模块 (21)第4章软件程序设计 (22)4.1Keil软件介绍 (22)4.2软件程序流程图 (22)第5章系统调试 (25)结论 (30)参考文献 (31)附录 (32)附录1 主程序 (32)附录 2 电路原理图 (49)附录3 PCB图 (50)致谢 (51)第1章绪论1.1课题的学术背景及其实际意义倒计时定时器已经成为人们日常生活中必不可少的物品，随着技术的发展，广泛的应用于各个公共场所，给人们日常的生活、学习、工作、娱乐带来便利，但是由于原先简单的报时功能已经不能够被人们所满足，希望出一些新的功能新的产品来满足人们的需要，例如重要日子的倒计时、秒表等等，这些都能带来更大的方便。
《硬件描述语言》教学大纲.
《硬件描述语言》教学大纲课程名称：硬件描述语言英文名称：Hardware Description Language课程编号：09420016学时数及学分：64学时 4学分教材名称及作者：侯伯亨顾新编著：《VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计》出版社、出版时间：西安电子科技大学出版社，1999年本大纲主笔人：侯俊勇一、课程的目的、要求和任务本课程是一门必修课。
主要介绍VHDL语言以及应用VHDL及EDA工具开发设计数字系统的基本方法及技术，具有很强的工程实践性。
本课程的教学目的是，使学生通过对VHDL语言及EDA技术的学习和训练，获得现代硬件数字电路的软件化设计方法，了解并初步掌握当代国际数字技术设计领域的最新技术；激发并调动学生创造性思维能力，为学生在数字技术领域的进一步深入探索和进行创新奠定基础。
二、大纲的基本内容及学时分配基本要求：1．掌握VHDL语言的程序结构、基本描述语句及描述方法；2．熟悉EDA实验开发系统的使用；3．掌握小型数字系统的VHDL设计技术。
教学内容：1．数字系统硬件设计概述（2）传统的硬件设计方法利用硬件描述语言（HDL）的硬件电路设计方法利用VHDL语言设计硬件电路的优点2．VHDL语言程序基本结构（6）VHDL语言设计的基本单元及其构成VHDL语言设计的基本单元及其构成VHDL语言构造体的子结构描述包集合、库及配置3．VHDL语言的数据类型及运算操作符（2）VHDL语言的客体及其分类VHDL语言的数据类型VHDL语言的运算操作符4．VHDL语言构造体的描述方式（6）构造体的行为描述方式构造体的寄存器传输（RTL）描述方式编构造体的结构描述方式5．VHDL语言的主要描述语句5．VHDL语言的主要描述语句（6）顺序描述语句并发描述语句其它语句和有关规定的说明6．数字系统的状态模型（3）二态数值系统三态数值系统四态数值系统九态数值系统十二态数值系统四十六态数值系统7．基本逻辑电路设计（6）组合逻辑电路设计时序电路设计存储器8．仿真及逻辑综合（2）仿真逻辑综合9．计时电路设计实例（6）1/100s计时器的功能要求和结构1/100s计时控制芯片设计10．处理器接口芯片设计实例（6）可编程并行接口芯片设计实例SCI串行接口芯片设计实例键盘接口芯片KBC设计实例11．93版和87版VHDL语言的主要区别（1）VHDL语言93版的特点87版到93版的移植问题12．MAX+plu sⅡ使用说明（8）MAX+plu sⅡ概述建立和编辑一个VHDL语言的工程文件VHDL语言程序的编译VHDL语言程序的仿真三、与其它课程的关系本课程的先修课程是：数字逻辑（数字电子技术）四、考核方式根据学生实际设计，操作实现情况综合评分。
基于单片机的秒表时钟计时器设计
基于单片机的秒表时钟计时器设计毕业设计论文基于单片机的秒表/时钟计时器设计摘要近年来，随着科学技术的进步和时代的发展，人们对时钟的功能和精度提出了越来越高的要求，各种时钟的设计也越来越重要。
秒表/时钟计时器是在一种计时器上实现两种基本功能的一种器件。
它广泛应用于各种场所，同时，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化，而受到广大消费者的喜爱。
本文介绍了一种以AT89S51单片机为核心的秒表/时钟计时器的设计，实时时钟芯片DS1302提供实时时间，6位LED动态显示时、分、秒，并在计时过程中具有报时功能, 定时时间到时，音乐电路播放悦耳的乐曲。
该数字钟设有五个按键: K1, K2，K3，K4和K5键,使之具备了校时、定时功能，在设计中分别介绍了它们的工作特点、原理和使用方法，并给出了它们与单片机AT89S51的接口电路。
单片机和集成芯片的应用使得本设计硬件电路简化、编程方便，同时功能也更稳定。
由于单片机可以重新写入不同程序这就便于时钟功能的扩充和改变，同时时钟芯片时间精确度高可以保证系统的精度。
关键词：单片机；秒表；时钟；实时时钟芯片；动态LED显示；The Design Of Stopwatch/Electronic-Clock System Based OnSingle-Chip-MicrocomputerAbstractIn recent years, with the scientific progress and the development of the times, people’ requirements of the clock’ function and accuracy are m ore and more high. The various design of the clock also becomes increasingly important. As long as the existence of timing、counting ,the clock will be used. Meanwhile ,in daily lives, with its feature of compact, low price ,high accuracy, ease to use, multi-functional, ease of integration, the digital clock are fond of majority of consumers.This paper introduces the design of digital alarming clock ,which was based on the core of single-chip microcomputer AT89S51.Real-time clock chip DS1302 provides real-time, six bit LED display hours, minutes and seconds dynamically, the clock also having the function of timekeeping in the process of timing .When timing time, the music circuit broadcast delightful music. The digital clock with five keys: the button of K1, K2, K3, K4, with these keys, the digital clock has the function of regulating & timing. This design introduces their characteristics,principles,using methods, and gives them the interface circuit with SCM AT89S51.The circuit of hardware for this design become easy and the system function become powerful along with MCU and integrated chip used. Because the monolithic integrated circuit may reread in different procedure this at your convenience to the clock function expansion and the change, simultaneously the Real-time clock chip precision is high may guarantee the system the precision.Keywords:SCM;Stopwatch;Clock;Real-time clock chip;Dynamic LED display;目录引言----------------------------------------------------------------1第1章绪论---------------------------------------------------------------------------------------------------2 1.1概述-----------------------------------------------------------------------------------------2 1.2课题的总体设计及思路-------------------------------------------------------------------2第2章硬件电路设计---------------------------------------------------------------------------4 2.1单片机最小系统---------------------------------------------------------------------------4 2.1.1单片机的介绍及选择-------------------------------------------------------------------4 2.1.2 AT89S51单片机性能与应用---------------------------------------------------------4 2.1.3单片机的时钟电路-------------------------------------------------------------------6 2.1.4 单片机的复位电路-------------------------------------------------------------------7 2.2 实时时钟电路------------------------------------------------------------------------------7 2.3 显示电路------------------------------------------------------------------------------------8 2.3.1 LED显示的基本原理-------------------------------------------------------------------92.3.2显示电路原理图------------------------------------------------------------------------9 2.4键盘电路------------------------------------------------------------------------------------10 2.5闹铃电路------------------------------------------------------------------------------------11第3章系统软件设计-------------------------------------------------------------------------13 3.1 主程序流程图------------------------------------------------------------------------------13 3.2读DS1302程序流程图--------------------------------------------------------------------14 3.3显示程序流程图---------------------------------------------------------------------------14 3.4秒表计时子程序流程图------------------------------------------------------------------14 3.5时钟计时子程序流程图------------------------------------------------------------------15 3.6设定时间子程序流程图------------------------------------------------------------------15 3.7闹钟子程序流程图-------------------------------------------------------------------------17第4章调试--------------------------------------------------------------------------------18结论与展望----------------------------------------------------------------------------------------19致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------20参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------21附录A：系统原理图----------------------------------------------------------------------------22附录B：外文文献及其译文--------------------------------------------------------------------23附录C：主要参考文献题录及摘要------------------------------------------------------------29附录D：程序清单---------------------------------------------------------------------------------31插图清单图1-1 系统原理框图--------------------------------------------------------------------------------3图2-1 AT89S51的引脚结构图-----------------------------------------------------------------------5图2-2 时钟电路----------------------------------------------------------------------------------------6图2-3 复位电路----------------------------------------------------------------------------------------7图2-4 DS1302引脚图----------------------------------------------------------------------------------8图2-5 DS1302与单片机AT89S51的接口电路----------------------------------------------------8 图2-6数码管引脚图----------------------------------------------------------------------------------9图2-7 数码管的共阴和共阳接法-------------------------------------------------------------------9图2-8 显示电路----------------------------------------------------------------------------------------10图2-9 键盘电路---------------------------------------------------------------------------------------11 图2-10 LM386的引脚图------------------------------------------------------------------------------12 图2-11 闹铃电路---------------------------------------------------------------------------------------12 图3-1 主程序流程图----------------------------------------------------------------------------------13 图3-2 读DS1302时间子程序流程图----------------------------------------------------------------14 图3-3 显示程序流程图-------------------------------------------------------------------------------14 图3-4 秒表计时子程序流程图-----------------------------------------------------------------------15 图3-5 时钟计时子程序流程图-----------------------------------------------------------------------15图3-6 设定时间子程序流程图-----------------------------------------------------------------------16图3-7 调时/定时子程序流程图----------------------------------------------------------------------16图3-8 时钟闹铃子程序流程图-----------------------------------------------------------------------17插表清单表2-1 P3口的第二功能表-----------------------------------------------------------------------------------6引言近年来随着计算机技术的飞速发展，计算机也正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统二个分支。
倒计时电路设计课程设计
倒计时电路设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解倒计时电路的基本原理，掌握电路的设计与搭建方法；2. 掌握计时器集成电路的使用，了解其工作原理及功能；3. 了解数字电路基础知识，如逻辑门、触发器等，并能运用到倒计时电路设计中。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的倒计时电路；2. 学会使用相关仪器、工具进行电路调试，排除故障；3. 提高动手实践能力，培养团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和安全性；3. 增强学生的环保意识，养成良好的电路废弃物处理习惯。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效指导和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 电路基础知识：回顾数字电路基础，如逻辑门、触发器等；- 计时器集成电路：介绍计时器集成电路的原理、功能及其在倒计时电路中的应用；- 倒计时电路原理：讲解倒计时电路的基本原理及设计方法。
2. 实践操作：- 电路设计：指导学生设计简单的倒计时电路，包括电路图绘制、元件选型等；- 电路搭建：学生动手搭建倒计时电路，熟悉仪器、工具的使用；- 电路调试：学生进行电路调试，排除故障，确保电路正常运行。
3. 教学大纲：- 第一周：回顾电路基础知识，介绍计时器集成电路；- 第二周：讲解倒计时电路原理，进行电路设计；- 第三周：学生动手搭建倒计时电路，进行调试与优化。
教学内容安排与进度：课程共分为三周，每周分别对应上述教学内容。
教材章节关联：《电子技术基础》第四章 数字电路基础、《电子技术实践》第二章 计时器集成电路应用。
教学内容注重科学性和系统性，结合理论与实践，使学生能够扎实掌握倒计时电路的设计与搭建方法。
0-99秒计时器的单片机设计
目录1 引言 (2)1.1 AT89C51单片机及其引脚说明 (2)1.1.1 AT89C51简单介绍 (2)1.1.2 引脚说明 (3)2系统硬件电路设计 (5)2.1 秒计时器的设计要求 (5)2.2 秒计时器的组成及其原理图 (5)2.3系统板硬件连线 (6)3 系统软件设计 (8)3.1 源程序代码 (8)3.2 程序流程图 (8)3.2.1 主程序流程图 (9)3.2.2 中断程序流程图 (10)4 课程设计心得会 (11)参考文献 (11)附录A (12)附录B (12)1 引言单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
1.1 AT89C51单片机及其引脚说明1.1.1 AT89C51简单介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
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reset_sw start_stop_sw sysres clk 6 common segment 7
enclk dispen
9.2.4 计时控制芯片实体stop-watch描述
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; USE WORK.P_stop_watch.all; ENTITY stop_watch IS PORT(sysres,reset_sw,start_stop_sw,clk, :IN STD_ULOGIC; dispen,enclk : IN STD_ULOGIC; segment : OUT STD_ULOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); common:OUT STD_ULOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0)); END stop_watch;
集合包“ p_stop_watch”描述，见例9-1
集合包包括：包集合定义部分和包集合体两大部分
9.2.3 基本单元电路描述
本例中十进制、六进制、四进制计数器是基本单元电 路，为此将这几个计数器设计成标准的基本设计单元， 以元件形式（component）供各子模块调用。
en clk reset en：允许计数 clk：时钟 reset：复位
stst res
2、时钟产生子模块(clkgen)
sysres clk(1KHz) clk(1KHz)
keyin
时钟产生子模块
keyclk (25Hz) cntclk(100Hz)
任务：由1000Hz输入， 产生25Hz keyclk信号 →供键输入子模块使用 100Hz cntclk 信号→供控制子模块使用
sysres 或res
stst
cntclk(100Hz) cnten
说明： 1、enb1为内部信号。 2、在第1次和第2次stst之间产生计数允许脉冲cnten。
书本波形的错误
cntclk(100Hz) sysres 或res stst enb1 cnten
如把这种cnten使能送到计数器的话，由于和计数器的脉 冲cntclk为同频率、同相位，故计数器将无法计数。
例9-3：十进制计数器 例9-4：六进制计数器 例9-5：四进制计数器
Carry作为下级计数器 的en，可使下级计数 器 在 有 clk 时 进 行 加 1 计数。
该脉冲来以前 en=0，故不计数 该脉冲来以前 en=1，故计数+1
先行进位 的仿真
9.2.4 计时控制芯片实体stop-watch描述
cntclk (100Hz)
sysres
res 10×10 10×6 10×6
同步计数电路，由4个十进制和2个六进制组成
5、显示子模块
sysres clk(1KHz) min10 min sec10 sec sec_10 sec_100 显示模块 6 common
位 选 码
7 segment
段 输 出
任务：检测按键输入，进行按键消抖，产生启停信 号stst和复位信号rst。
抖动特点：抖动时间一般小于20mS。 清零开关消抖时序
clk(1KHz) keyclk(25Hz) reset_sw res0 res1 res 按下清零延时超过40mS产生清零信号res 周期=40mS
抖动特点：抖动时间一般小于20mS。 清零开关消抖时序
6
系统结构设想
+5V
输出信号：
+5V
清零开关
reset_sw
启 停 开 关
segment
7
segment：7段数码管 段码输出，共7条输出 线。
控制模块 start_stop_sw common sysres clk
6
common：6个数码 管的公共端，用于动 态扫描。以 1000/6=166Hz的频
第九章 计时电路设计实例
9.1 1/100 s计时器功能要求和结构 9.2 1/100 s计时控制芯片设计
9.1 1/100 s计时器功能要求和结构
9.1.1 功能要求 9.1.2 结构设想
9.1.1 功能要求
⑴精度大于1/100s ——计时器能显示1/100s的时间，故提供给计时器内部定 时的时钟脉冲频率应大于100Hz，可选1KHz。 ⑵计时器最长计时时间为1h ——在一般短时计时应用中，1h足够了。为此需设计一个6 位显示器，显示最长的时间为59分，59.99秒 ⑶设置计时器清零和启/停开关 ——清零开关使计时器清零，并作好计时准备； 启/停开关则按一次启动计时，再按一次停止计时。 ⑷设置系统复位按钮 ——使系统复位。
comcnt
六进制 计数器
六进制计数器用来控制6个数码管位选和字形码的同步、循环输出
9.2.2 计时控制芯片的包集合
设计VHDL程序一个预先定义：用到的各种数据 类型、公共函数和过程，并放在包集合中。 可用函数（FUNCTION）描述的功能：可由多个输 入参数，但只能有一个输出参数（这个参数可由多 个位组成）。
reset_sw keyin start_stop_sw stst res ceten ctrl cntclk clken keyclk cntblk disp common segment
sysres
clk(1KHz)
1、键输入子模块（keyin）
sysres reset_sw keyin start_stop_sw stst res keyclk 该信号由时钟 (25Hz)产生模块产生 clk(1KHz)
4、定时计数子模块
显示模块 sysres res
控制子 模块
min10，分十位信号 cntblk 定时计 数模块 min，分个位信号 sec10，秒十位信号 sec，秒个位信号 sec_10，1/10秒位信号 sec_100，1/100秒位信号
cnten
cntclk (100Hz)
计时模块电路
cnten
9.2.5 计时控制芯片的构造体描述 计时控制芯片由5个模块构成，每个模块可生成一个元 件，形成构造体时，将5个元件按信号关系连接起来就行了。
reset_sw keyin start_stop_sw stst ctrl res ceten cntclk clken
enclk
segment cntblk disp common keyclk
系统复位输入
时钟输入
率使数码管轮流导 通。
9.2 1/100 s计时控制芯片设计
9.2.1 计时控制芯片的结构 9.2.2 计时控制芯片的包集合 9.2.3 基本单元电路描述 9.2.4 计时控制芯片实体描述 9.2.5 计时控制芯片的构造体描述 9.2.6 各子模块描述说明
9.2.1 计时控制芯片的结构
+5V
输入信号：
+5V
清零开关
reset_sw：复位开关
sement 7
reset_sw
启 停 开 关
start_stop_sw： 启/停输入 sysres：系统复位， 加电复位输入端，需 外加复位电路。 clk：时钟脉冲输入， 1KHz。
控制模块 start_stop_sw common sysres clk
clk(1KHz) keyclk(25Hz) reset_sw res0 res1 res res0，res1定义的零时中间信号。 周期=40mS
启停开关消抖时序
clk(1KHz) keyclk(25Hz) start_stop_sw stst0 stst1 stst stst0，stst1定义的零时中间信号。 周期=40mS
9.1.2 结构设想
+5V 动态扫描字型码输出
段 输 7入
+5V
清零开关
reset_sw
启 停 开 关
segment
控制模块 start_stop_sw common sysres clk
6
a b c d e f g
显示模块
5 4 3 2 1 0
系统复位输入 时钟输入 公共输入
动态扫描位选输出
9.1.2 结构设想
dispen
sysres
clk(1KHz)
9.2.6 各子模块描述说明 各子模块用独立实体构成，作为元件被系统调用 1、keyin子模块 2、ctken子模块 3、ctrl子模块 4、cntblk子模块 5、disp子模块
clkgen电路
：由两个同步分频计数，10分频和4分频产生。 cntclk 100Hz
25Hz clk 1000Hz
3、控制子模块(ctrl)
sysres
时钟产生 cntclk(100Hz)
ctrl
控制子模块
cnten
cntblk 定时计数
stst
res
键输入
任务：由启动/停止信号stst，控制产生定时计数允许 脉冲cntblk。
q carry
q：输出，十进制4位，其余3位。 carry：进位输出。
先行进位
本例中计数器需要级联，前级进位作为后级的en，故采用 先行进位方法。
如十进制中，计数到8后，来第九个脉冲时，本身计数值变 为9，同时产生进位信号carry，这样当下一个脉冲到来时，下 级计数器就可以进行+1计数，本级计数器则回0。
如，显示模块中的： 显示数据选择模块：digit_sel 7段译码模块： seg_dec 【七进一出（4位）】 【一进一出（ 7位）】
显示公用端输出译码模块：com_dec 【一进一出（6位）】
（4位） （ 7位）
comcnt
（6位） 六进制 计数器