数电课程设计秒计时器
数电秒表课程设计摘要
数电秒表课程设计摘要一、课程目标知识目标：1. 理解数字电路基础知识，掌握秒表电路的基本原理。
2. 学会分析秒表电路图，识别并运用其中的基本电子元件。
3. 掌握秒表的计数、计时功能，理解其工作过程。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成秒表的组装与调试。
2. 培养学生问题解决能力，能针对秒表电路故障进行排查和维修。
3. 培养学生团队协作能力，分组进行项目实践，共同完成秒表设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对数字电路产生浓厚的兴趣。
2. 培养学生积极探究、勇于创新的精神，敢于面对挑战。
3. 培养学生具备良好的责任心和职业道德，遵循实验室规章制度，爱护设备。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，以动手实践为主。
学生特点：学生在本年级已具备一定的数字电路基础，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：教师需结合学生特点，采用引导式教学，充分调动学生的积极性和主动性，注重培养学生的实践能力和团队协作精神。
通过课程目标的实现，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，组织以下教学模块：1. 数字电路基础知识回顾：复习触发器、计数器等基本元件的工作原理，为秒表电路设计打下基础。
2. 秒表电路原理讲解：详细讲解秒表电路的设计思路、工作原理，包括时钟信号、分频器、计数器、显示部分等。
3. 秒表电路图分析：分析教材中提供的秒表电路图，识别各部分电路的功能，学会运用基本元件组成秒表电路。
4. 秒表组装与调试：根据教材步骤，分组进行秒表的组装，学会使用工具和仪器，调试电路，确保秒表正常运行。
5. 故障排查与维修：针对秒表电路可能出现的故障，教授学生排查方法，培养学生解决问题的能力。
6. 项目实践：以小组为单位，完成一个具有计时、计数功能的秒表设计，锻炼学生团队协作能力和实践操作能力。
教学内容安排与进度：1. 数字电路基础知识回顾（1课时）2. 秒表电路原理讲解（1课时）3. 秒表电路图分析（1课时）4. 秒表组装与调试（2课时）5. 故障排查与维修（1课时）6. 项目实践（3课时）教学内容与教材章节关联：1. 数字电路基础知识回顾：教材第3章2. 秒表电路原理讲解：教材第4章3. 秒表电路图分析：教材第5章4. 秒表组装与调试：教材第6章5. 故障排查与维修：教材第7章6. 项目实践：综合运用教材第3章至第7章的知识。
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。
数字电路课程设计--简易数字秒表
简易数字秒表1. 实验设计指标及要求：1.1课题说明：在体育比赛、时间准确测量等场合通常要求计时精度到1%秒（即10 ms ）甚至更高的计时装置，数字秒表是一种精确的计时仪表，可以担当此任。
本课题的设计任务设计一个以数字方式显示的计时器，即数字秒表。
1.2设计内容：a) 数字秒表需求分析，信号及属性定义；b) 电路原理设计、分析、参数计算，画出电路原理图； c) 电路安装与实验测试。
1.3设计要求：d) 量程99.99 S ，计时精度1%秒，计时结果动态显示，十进制格式；e) 设置启动、清除信号，清除信号使输出结果，使电路复位到初始状态；f) 设置暂停、停止信号，暂停、停止时均保持当前结果，直到清除信号有效时止；1.4总体设计思路：数字秒表由4个部分组成：精确的时钟源、十进制计数器、译码器、七段码或液晶显示电路。
时钟源产生符合精度要求的基准时钟，本设计中取10毫秒即可。
十进制计数器需要4个，分别对应4个十进制位，输出为BCD 码。
若采用七段码显示器则译码器完成BCD 到七段码的译码，由4位显示电路动态显示结果。
综上所述，数字秒表应具有以下结构（如图1所示）：图 12.单元电路设计：2.1分频、进位功能的实现：数字秒表由四部分组成：精确的时钟源，十进制计数器，译码器，七段码显示电路。
本实验设计时钟脉冲源采用电路板上的1000HZ 脉冲，74ls90芯片具有2-5-10进制功能，由5片74ls90芯片构成分频、计数电路，第一片74ls90芯片将直接输入的1000HZ 脉冲源分成100HZ ，后四片74ls90芯片再逐次进行10H 、1HZ 、0.1HZ 的分频工作，与此同时后4片74ls90芯片组成十进制计数器与四个终端显示由七段译码显示器连接以显示电路输出结果。
74ls90功能表：图2 74ls90管脚图表174ls90 BCD 十进制计数时序CPa Q3 Q2 Q1 Q0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 0 0 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 1 1 1 0 00 0 1 1 0 0 1 1 0 00 1 0 1 0 1 0 1 0 11KHZ2.2 分频电路如图3：图32.3 计数电路：此电路需要4个十进制计数器，4个计数器由低位到高位连接起来，每一级的输入脉冲是前一级的十分之一，输出则需要正确连接七段码显示电路，其电路如图4。
数电课程设计十秒倒计时定时器
辽宁师范大学《数字电路》课程设计（09级本科）题目: 定时器1学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级：09.3班学号：14级!姓名: 张宁指导教师：赵静邱红张卓2完成日期：2011年10 月27 日一•设计内容及要求10 秒的倒计时定时器，倒计时要求用数码显示，当定时到1秒时，有声音提示，提示声音为0.5秒，当倒计时到0时停止计数二.总体方案设计由设计内容及要求，我设计了一个以NE555构成的多谐振荡电路，来发出一秒间隔的脉冲；用74LS192进行倒计时，通过74LS47连接一个数码显示器；由74LS192发出的高低电平经过逻辑电路变化，连接74LS121来控制蜂鸣器在1秒时响。
三.单元模块设计.1.以NE555构成的多谐振荡器NE555的震荡器在本电路中的周期T=C(R1+R2)=1S 图二冲图三为多谐振荡电路 R1和R2, C 的值确保震荡周期为1 秒，图三的右下角为复位电路，与下一部分一同介绍。
2.倒计时电路图5-1 7 11.SI92的引和扌*列及逻辑符巧<H ）引脚扌非列I%1HI l_d I HL L TUT ?1 Qi 口。
CP (> OPuPOOJQO Qijr1一匕 f3 2 P2 P36Q2 7Q3CPu CPnMRTCu TC D1213L_r —Po “就Fil rial pin1011 —14-图四由74LS192的真值表图四可以看出，若想让元件工作在减计数状态MR PL 非，CPu的值必须分别为0，1，1。
由要求可以看出，192的初始必须是九，所以加了一个复位电路，确保初始值是9.计数器输入端P0,1,2,3对应接高低低高电平。
Q0, Q1,Q2,Q3为计数器输出端接到74LS47上。
NE555的3号管脚与74LS192的4浩管脚相连。
一秒发出一个脉冲，74LS192开始倒计时。
4.逻辑电路逻辑电路的作用在于将74LS192输出为一，即 Q3Q2Q1Q0=0001时输给报警电路一个负脉冲。
数电课程设计秒计时器
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 30秒计时器电路设计摘要................................................................... Abstract............................................................... 1系统原理框图 ......................................................... 2方案设计与论证 .......................................................2.1秒脉冲发生电路..................................... 错误!未定义书签。
2.2控制电路........................................................2.3计数电路........................................................2.4译码及显示单元电路..............................................2.5报警电路........................................................ 3单元电路的设计 .......................................................3.1秒脉冲产生电路的设计............................................3.2计数电路的设计..................................................3.3控制电路的设计...................................................................... (13)3.4译码及驱动显示电路设计..........................................3.5 报警电路................................................................... (16)3.6 电路总图........................................................ 4仿真结果及分析 .. (15)4.1 时钟结果仿真....................................................4.2 秒钟个位时序图..................................................4.3报时电路时序图..................................... 错误!未定义书签。
数字电路课程设计报告-数字时分秒计时器设计
一、概述及设计目的 (4)1.1 概述 (4)1.2 设计目的 (5)二、设计思路 (6)三、设计过程 (7)3.1 方案论证 (7)3.2 电路设计 (14)四、系统调试与结果 (16)五、主要仪器与设备 (18)六、设计体会 (19)数字时分秒计时器设计1、概述及设计目的1.1 概述近年来随着科技的飞速发展，EDA的应用正在不断地走向深入。
时分秒计时器的出现，解决了人们的时间意识问题，更是给人们提供了精确的时间观念，不会因为时间问题而发生纠纷。
时分秒计时器是日常学习生活、电器制造，工业自动化控制、国防、实验等等的理想计时器。
本设计的时分秒计时器系统采用EDA软件绘图，利用计数原理，结合显示电路、电源电路设计计时器，将软件和硬件有机地结合起来，使得系统能够实现数字显示，显示时间为时分秒计数，每秒自动加1，满59秒自动向分钟位进位，秒位清零，满59分钟自动向时位进1，分秒位清零，满12小时全部清零，重新计算，能够精确地进行时间计数。
其中硬件系统可以采用VHDL语言编写程序，也可以采用绘图形式，十二进制，六十进制并在EDA环境中进行观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态，调试波形就可以观察到程序运行结果。
系统主要功能：时钟功能，在数码管上显示小时，分钟，秒钟。
当其单位定位秒当期计数显示59秒时再来一个脉冲秒钟清零并向分钟进一，以此类推，当满59分59秒时，再来一个脉冲则分钟秒钟清零并向小时进一，当计数为11时59分59秒时，则全部清零，重新计数。
该时分秒计时器的显示有计数器的每位分别接给译码器再由显示管显示数字，以便观察。
1.2设计目的1、学习数字电路中的基本器件、计数器及译码显示等单元电路的综合应用。
2、学习电子钟的调试方法。
3、巩固和加深对MAXPLUSII CPLD开发系统的理解和应用。
4、掌握硬件实验装置的方法。
5、掌握综合性电路的设计、仿真、下载、调试方法。
1.3功能时分秒计时器集成了计数器、译码器和驱动等电路，能对时间进行精确地计时，具有清零等控制功能。
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。
数字电路课程设计实例---24秒计时器
河南理工大学万方科技学院《数字电子技术基础》课程设计电气与自动化工程系电气工程及其自动化10届电气3班1016301013张克科李宝平2012.6.18—2012.6.2424秒计数器概述1.1篮球竞赛24秒计时器功能数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，在生活中有着各种各样的应用。
因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，它将学生的理论知识和实践能力统一起来，为以后的工作做好准备。
在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒，它就自动报警从而判定此球员的犯规。
本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒计时器。
此计时器功能齐全，有显示24秒倒计时的功能，同时系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动、暂停、连续功能。
而在直接清零时，数码管显示器灭灯，计时器为24秒递减计时其计时间间隔为1秒，计时器递减计时到零时，数码管显示器不灭灯，同时发出光电报警信号。
1.2设计任务及要求1.2.1 基本要求（1）显示24秒计时功能。
（2）设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。
（3）在直接清零时，要求数码显示器灭灯。
（4）计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒。
（5）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。
（6）秒脉冲由555多谐振荡器给出。
1.2.2设计任务及目标（1）根据原理图分析各单元电路的功能；（2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能；（3）进行电路的装接、调试、直到电路能达到规定的设计要求；（4）写出完整、详细的课程设计报告电路设计原理与单元模块2.1设计原理24秒计时器的总体参考方案框图如图2.1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数电课程设计秒计时器 The final edition was revised on December 14th, 2020.课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 30秒计时器电路设计控制电路的设计...................................................................... (13)报警电路............................................................................ (16)摘要计时器在人类生活中有着非常重要而广泛的应用，古时候人们就开始用沙漏和水漏做定时工具，随着科技和社会的发展，人们开始用全新的方法来改造计时器以达到准确计时的目的。
篮球竞赛计时器就是一种典型的计时器的应用。
在篮球比赛中规定球友持球的时间不能超过30秒，否则就是犯规。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间进行30秒限制，一旦球员持球的时间超过了30秒，它将自动报警从而判定刺球员的犯规。
本文设计用的是实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它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。
它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。
时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡电路产生，。
通过EDA软件Multisim10绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用万能板焊接制作了硬件实现电路。
AbstractClock ，as we all know ，is widly and importantly used in human ancient,our ancestorbegan to use sandglass and hourglass as timework,but,with the fast development of science and sociaty,people start using all new method to change out clock and make it more exacat.Basketball game is a particular field to use is a rule in basketball game that player can ’t hold the ball exceed 30 seconds,otherwise it is a foul.”the 30 seconds clock in basketball game ”designed in my course design can used in badketball game,to limited players hold the ball in players hold ball over 30 seconds it will give an alarm by itself to judge the player is foul.What the paper use is the design to realize medium scale with integrated circuit design method, it is a kind of typical digital circuits, including the portfolio logic circuit and the sequential is constitute by the clock pulse circuits, counting circuit, decode drive and display circuit, chime circuit and power circuit component. Clock pulse 555 timing constitute by multiple resonance swing circuit produce,... we draws electronic circuitsimulation principle chart and simulation through Multisim10 EDA software, at the same time we use the universal plate welding to made hardware realization circuit.1系统原理框图图 1系统原理框图一． 1秒脉冲发生器： 秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。
实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。
不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。
本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。
一般情况下，要做出一个精度比较高的 频率很低的振荡器有一定的难度 工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波秒脉冲发生器 计时器 译码显示电路控制电路 报警电路外部操作开关震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。
2．30秒减法计数器： 30秒减法计数器采用74LS192设计，74LS192是十进制同步加法|减法计数器，采用8421BCD码编码，具有直接清零异步置数功能。
CPU CPD LD' CR操作×× 0 0置数↑ 1 1 0加计数1↑ 1 0减计数××× 1清零3.控制电路按照系统的要求，电路应该完成以下4个功能；1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。
2）当启动按键闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，显示器显示30秒字样。
当启动按键释放时，计数器开始减法计数。
3）当暂停连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。
4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持状态不变。
2方案设计与论证时间脉冲产生电路方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
图 2 555与RC组成的多谐振荡器图方案二:由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。
图 3 石英晶体振荡器图电路中利用CD4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器，其最高分频数为16384；另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。
方案选择:本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高，并且方案二中用CD4060和分频器构成的基准秒脉冲发生电路较于前者要复杂的多，而且CD4060和CD4518我们平常很少用，对其功能和引脚信息了解不多，所以，我们选用了方案一，用555定时器构成电路中的脉冲信号发生器。
控制电路(1) 暂停/连续控制电路电路中通过外部操作开关控制脉冲信号的连续与暂停来实现整个电路的连续与暂停功能。
通过开关控制高低电平的接入，进而控制秒脉冲是否接入计数器，从而达到暂停和连续的功能。
原理图如下所示。
(2)置数/启动控制电路利用单刀双掷开关一端接地一端接电源，控制给计数电路的复位清零引脚接入高低电平计数电路在数字系统中使用的最多的时序电路要算是计数器了。
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。
计数器的种类非常多。
如果按计数器中的触发器是否同时翻转分类，可以将计数器分为同步式和异步式两种。
在同步计数器中，当时钟脉冲输入时触发器的翻转是同时发生的。
而在异步计数器中，触发器的翻转由先有后，不是同时发生的。
在设计中我们选择的是同步加/减计数器74LS192。
它是双时钟同步可逆计数器，是8421BCD码计数，其详细引脚图及功能表如下：图3.3.1 74LS192引脚图表3.3.1 74LS192功能表输入输出CR LD CPUCPDD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q01 X X X X X X X O 0 0 0 0 0 X X d c b a d c b a 0 1 1 1 X X X X保持0 1 1 X X X X加计数0 1 1 X X X X减计数表中CR是清零端，LD是置数端，CPU 是加计数时钟输入端，CPD是减计数时钟输入端，D3﹑D2﹑D1﹑D0DO都是计数器预置数输入端，Q3﹑Q2﹑Q1﹑Q0都是数据输出端，另外，C0是非同步进位输出端，BO是非同步借位端输出端。
译码驱动及显示单元电路BCD码七段译码驱动器型号有74LS47（共阳）74LS48（共阴）、CD4511（共阴）等，本设计采用的是74LS48。
其中A-D为BCD码输入端;a-g为译码输出端，输出“1”有效，用来驱动LED共阴数码管；LT’为测试输入端，LT’=0时，译码输出全为“1”；BI’为消隐输入端，BI’=0，译码输出端全为“0”；LE为锁定端，LE=1时译码器处于锁定状态，译码输出端保持在LE=0时的数值，LE=0为正常译码。
74LS48内有上拉电阻，故只需要在输出端与数码管管脚端之间串入限流电阻即可工作。
译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。
74LS48引脚图报警电路设计中要求电路在计数为0时实现光电报警的功能。
设计方案中发光二极管实现了这一功能。
电路图如下图。
当高位计数器的数值减到0时，向前借位借口~BO又高电平变为低电平，有点路可知这是LED二极管亮，达到光电报警的作用。
3单元电路的设计时间脉冲产生电路的设计产生1Hz时间脉冲的电路图由于R1=600Ω,R6=100Ω,C1=10Uf,C2=10nF，因为T=(R1+2R2)C㏑2 ，算得T= s计数电路的设计30秒篮球计时器，只需要进行单一的递减计算，所以在设计中我选择的是同步加/减计数器74LS192。
它是双时钟同步可逆计数器，是8421BCD码计数。