数电 ——电子秒表设计
数电课程设计：电子秒表
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。
数电课程设计--数字秒表
数字电子技术课程设计题目：电子秒表的设计专业： 08自动化（1）班学号： ************ *名：***完成日期： 2010.12.30 指导教师：姚杰老师数字电子技术课程设计任务书班级：08自动化一班姓名：谢志平指导教师：姚杰 2010年12月28日教研室主任签字：年月日目录1 引言 (4)2 设计方案及系统框图2.1 设计方案 (5)2.2系统框图 (5)3 单元电路设计3.1 消抖电路 (6)3.2 上电复位电路 (6)3.3 微分电路 (7)3.4 0.1秒脉冲电路 (7)3.5 计数器电路 (8)3.6 译码电路 (9)3.7 七段译码管电路 (10)4总体电路设计4.1各单元电路工作原理 (11)4.2 电路工作原理 (11)5课程设计总结 (13)6参考文献 (14)7电子秒表原理图元器件明细表 (15)8总电路图 (16)1 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。
人们对他的认识也逐步加深，不断完善电子秒表的功能，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。
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，同时也是用于对时间测量精度要求较高的场合。
数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高、能强，而且容易实现测量的自动化和自能化。
随着集成计数的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛的渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。
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、体育运动以及国防等方面。
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、生活娱乐带来很大的方便，充分利用定时器，能有效地加强我们的工作效率。
随着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，使我们我们的动手和实际操作能力得到了一定程度的提升，而不是单纯的学习理论。
数电课程设计--数字秒表报告
数字电子课程设计报告题目名称：电子秒表电路姓名:学号：班级：电子班指导老师：2012年6月一、技术要求：要求设计一个数字表，用于短时间测量，适用于计时使用。
（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：品名 规格型号 技术要求 每组数量 通用板 10×15（cm 2） 10×15（cm 2） 1共阴极数码管 BS201A/0.5英寸 单个 2 集成显示译码器 CD4511 CD4511 2 集成14位计数器 CD4060 CD4060 1 集成双BCD 计数器 CD4518 CD4518 1 集成双D 触发器 74HC74 74HC74 1 集成逻辑与非门 74HC00 74HC001 电阻器 RJ-22M Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-200k Ω-1/4W 1/4W 1 电阻器 RJ-300Ω-1/4W 1/4W 14 电容器 CC1-30pF （瓷片） 瓷片2 电容器 CC1-0.01μF （瓷片）瓷片1 石英晶体振荡器 32.768kHz 32.768kHz 1 小型按键单开关 8×8mm 8×8mm 1 集成电路插座 16PIN 16PIN 3 集成电路插座 14PIN 14PIN2 集成电路插座 8PIN 8PIN(两个8PIN 作为16PIN)2焊锡（小卷） 小卷导线单芯 单芯（1）秒脉冲的产生图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）秒计数器的设计图2-2 图2-2为秒计数译码电路，秒计数器为M=60的计数器，即显示00～59，采用中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片，因为10 < M < 100。
数电课程设计数字电子秒表设计
华立学院课程设计课程名称：数字电子技术基础题目名称：数字电子秒表设计学生系别：信息工程系专业班级：学号：学生姓名：指导教师：黄淑芬2008年6月27日目录1.引言1.1设计目的------------------------------------------------------------------------------3 1.2设计任务内---------------------------------------------------------------------------3 1.3设计要求------------------------------------------------------------------------------3 2．数字电子秒表设计2.1仪器设备-----------------------------------------------------------------------------4 2.2电子秒表的基本组成和工作原理-----------------------------------------------4 2.3芯片简介------------------------------------------------------------------------------52.4实验步骤与要求--------------------------------------------------------------------103.结论----------------------------------------------------------------------------------------123.1小结与体会--------------------------------------------------------------------------124.参考文献-----------------------------------------------------------------------------------13 4.1数字电子技术基础第四版 (13)4.2模拟电子技术基础简明教程第三版------------------------------13 4.3电路第四版 (13)4.4电子技术基础学习指导 (13)4.5数字电子电路 (13)5.心得体会与教师评价5.1心得体会-------------------------------------------------------------------------145.2教师评语-------------------------------------------------------------------------145.3成绩及签名-------------------------------------------------------------------------141.引言1.1设计目的：1.1.1为了培养学生运用有关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生专业基本技能、创新能力的重要实践教学环节。
数字电子技术----电子秒表课程设计
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。
数字电路课程设计-电子秒表的设计
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。
数电课程设计-数字电子秒表设计
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。
数电课程设计秒表15页
数电课程设计秒表15页一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握数字电路基础知识，特别是计时器电路的设计原理；2. 学习秒表的基本工作原理，理解秒表电路的组成部分及其功能；3. 掌握使用集成数字电路芯片设计秒表的方法，包括逻辑电路图的设计与实现。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建简单的秒表电路；2. 培养学生动手操作能力，包括焊接、调试和排错数字电路；3. 提高学生的问题分析解决能力，能够对秒表电路进行故障诊断和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数字电路的兴趣，激发创新意识和探索精神；2. 通过团队合作设计秒表，增强学生的团队协作能力和沟通技巧；3. 强化学生对工程实践的责任感，认识到技术发展对社会进步的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标定位于理论与实践相结合，强调在理解基础知识的同时，注重学生实践技能的培养。
目标设定具体、可衡量，旨在让学生在学习过程中，不仅能掌握数字电路知识，而且能够将理论应用于实践，解决实际问题。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，依据教材相关章节，科学系统地组织以下内容：1. 数字电路基础知识回顾：复习触发器、计数器等基本数字电路的工作原理及应用。
2. 秒表工作原理：介绍秒表的计时机制，分析秒表的组成部分，包括时钟源、分频器、计数器、显示及控制单元等。
3. 集成数字电路芯片：讲解集成数字电路芯片的类型，如555定时器、计数器芯片等，及其在秒表设计中的应用。
4. 逻辑电路设计：教授如何利用数字电路设计软件绘制秒表电路图，以及使用面包板搭建实际电路。
5. 电路搭建与调试：指导学生动手搭建秒表电路，学习焊接、调试和排错技巧。
6. 故障分析与优化：培养学生分析电路故障的能力，针对问题提出解决方案，优化电路设计。
教学内容按照以下进度安排：1-2课时：数字电路基础知识回顾及秒表工作原理介绍。
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课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：电子秒表课程设计起止日期：2011/5/30—6/5指导教师：数字电路以其便捷、稳定，高效的优点在现代电子技术中占有越来越重要的地位。
随着集成技术的进一步提高，各种数字电子新技术的出现和应用，新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本。
尤其现代电子中秒表分类众多，且更是有很大的运用，如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。
本次课程设计的是电子秒表，现代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，及相关芯片提供的，能够能产生分计数、秒计数、0.1秒计数，这将会更精确。
本设计是以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，充分利用数字电路的计数、译码、显示的优良特性，使整个设计达到了比较满意的效果。
基本电路主要有时钟脉冲产生电路、分频电路、计数与译码电路（包括显示电路）、开关按钮电路。
所设计的电子秒表达到了设计要求的各项指标，并且在这个基础上进行了功能扩展，系统具有随时启动、停止以及清零功能。
这次设计中不但对以前的知识进行巩固，而且学会了更多的新知识，提高思维、强化动手能力，能够更好地适应和走上工作岗位，为以后的就业打下一定的基础。
一．总体设计思路 (4)1.1 设计功能 (4)1.2 总体电路图 (4)二．单元电路设计描述 (5)2.1 多谐振荡电路 (5)2.2 分频计数电路 (6)2.3 译码显示电路 (8)2.4 启动及清零复位电路 (10)三．个人总结 (12)四．参考文献 (13)一．总体设计思路本数字电子秒表设计由启动及清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成。
总体框架如下图所示：1.1 设计功能（1）555多谐振荡电路模块利用555定时器实现的多谐振荡电路能够完成时钟信号发生器的功能，通过调节电路中的可变电阻使多谐振荡器的输出信号频率为50HZ。
（2）分频计数电路模块利用74LS290将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行分频，形成分计数、秒计数、0.1秒计数。
（3）译码显示电路模块构成显示译码电路，计数器实现了对时间的累计以 8421BCD码形式输出，用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示。
（4）启动及清零复位电路模块使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。
1.2 总体电路图按照设计要求，设计出其能满足相关秒表的功能的电路图。
电路图如 1.2-1所示下：图1.2-1见附录如总图所示，555构成的多谐振荡电路通过电阻、电容合理取值后，能产生50HZ的脉冲，由于我们需要周期为0.1S的脉冲信号，所以经过74LS290计数器构成的五进制计数器后，能得到合适的脉冲信号。
将信号通过Q3输出进入0.1秒计数器中，在经过正确的连接秒、分计数器后能实现相应的电子秒表功能。
再将74LS290计数器与相应的CC4511及LED显示管连接，则通过显示管正确的显示出计数。
其中基本RS触发器及相关器件来实现启动与清零的功能。
二．单元电路设计描述2.1 多谐振荡电路能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。
多谐振荡器一旦起振后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此又叫做无稳态电路，常用来做脉冲信号源。
1.555定时器介绍①555定时器引脚排列及功能表图2.1-1 555定时器引脚排列它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端V SS或接地，一般情况下接地。
8脚：外接电源V CC，双极型时基电路V CC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路V CC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
3脚：输出端Vo2脚：TL低触发端6脚：TH高触发端4脚：DR是直接清零端。
当DR端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：V C为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
②555定时器电路的功能表在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A 1、A 2基准电压分别为CCCC V 31,V 32的情况下，555时基电路的功能表如下表所示：表2.1-22. 555定时器构成多谐振荡器电路图如图2.1-3所示：图2.1-3这是利用555定时器构成占空比可调的多谐振荡器，当,7.011C RT=CRT327.0=其占空比q=)(211T T T+=)(311RR R+ 当R R31=时，q=0.5，v 0就成为对称的矩形波，能输出50HZ 的信号。
2.2 分频计数电路通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到十分频等不同频率的信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。
1. CT74LS290计数器介绍 ①CT74LS290引脚功能介绍图2.2-1 CT74LS290引脚排列12、13脚:异步置0端1、3脚：异步置9端9脚：二进制计数器输出端4、5、8脚：五进制计数器输出端10脚：二进制计数器的计数脉冲输入端11脚：五进制计数器的计数脉冲输入端②CT74LS290计时器的功能表表2.2-22、CT74LS290构成的分频计数电路图如下所示五进制计数电路图由于多谐振荡器提供的时钟脉冲频率过高，必须要分频，因此设计出将74LS290连成五进制计数器，实现将输入为50Hz频率的时钟脉冲进行分频，输出周期0.1S的矩形脉冲信号。
以便形成分计数、秒计数、0.1秒计数。
十进制计数电路图由于已经有了周期为0.1S的矩形脉冲信号，则再利用74LS290连成十进制计数器，形成分计数、0.1秒计数的功能。
六十进制计数电路图由于已经有了周期为0.1S的矩形脉冲信号，则再利用74LS290连成十进制计数器，形成秒计数的功能2.3 译码显示电路1、CC4511的介绍①CC4511的引脚功能介绍图2.3-1 CC4511的引脚排列A. B.C. D~ BCD 码输入端a.b.c.d.e.f.g ~译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。
—测试输入端, =“0”时，译码输出全为“1”一消隐输入端, =“0”时，译码输出全为“0”LE—锁定端， =“1”时，译码器处于锁定（保持）状态，译码输出保持在 =0时的数值， =0为正常译码。
②CC4511功能表内接有上拉电阻，故只需在输出端与数码管笔段串入限流电阻即可工作。
译2、LED数码管一个LED数码管可用来显示一位0~9十进制和一个小数点。
小型数码管（0.5寸和0.36寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2~2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5~10mA。
LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。
图2.3-3 LED数码管引脚图3、译码显示电路图如下所示：图2.3-4 译码显示电路图计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，并用驱动译码电路转化为相应的逻辑代码，再用七段译码显示器把译码驱动电路输出的逻辑代码转换为相应的数字显示。
2.4 启动及清零复位电路1．使用基本RS触发器及其它外围电路制作电子秒表的控制开关，实现“开始计数”，“停止并保持计数”和“清零并准备重新开始计数”的功能，在秒表计数期间应使“开始计数”和“清零并准备重新开始计数”无效。
相应电路图如3.4-1所示数电设计图2.4-12．单稳态触发电路单稳态电路是常见的脉冲整形和延时电路，一般作固定脉冲宽度整形。
其功能特点是：①电路有一个稳态，一个暂态②在外来触发信号的作用下，电路由稳态翻转到暂态③暂态是一个不能长久保持的状态，由于电路持续时间取决于参数的选择，经过时间后，电路会自动返回到稳态。
相应电路图如2.4-2所示：图2.4-2电子秒表设计三．个人总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.本次我们数字电子技术课程设计的主题是用数字电路的知识结合分频电路与时钟计数器的原理，设计一个电子秒表。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，比如说如何实现0.1S 的矩形脉冲、如何设计分计数，秒计数，0.1S计数、如何设计合理的多谐振荡电路等等。
最终在经过我和其他同学共同讨论及向老师请教后，终于完成了这次电子秒表的设计。
通过这一周的学习，我感觉有很大的收获：（1）通过这次课程设计使自己对课本上的知识可以应用于实际，使理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时也锻练了我个人的动手能力。
（2）加强同学之间的交流是十分重要的，往往无论多大的困难，通过和同学们的讨论和查阅相关资料最终得到解决。
（3）无论做什么事，我们都要有一个清晰的思路，只有按照相关思路的步骤进行，最终会取得成功。
同时这次课程设计对我们学习生涯和实际生活也有很大的意义。
数电设计四．参考文献1. 阎石。
数字电子技术基础(第4版) 北京：高等教育出版社1998.122．王永军，李景华.数字逻辑与数字系统（第 3 版）.北京：电子工业出版社，2005.2。