电子秒表设计实验报告
秒表实验报告_2
实验八秒表一、实验目的：1、了解数字秒表的工作原理。
2、进一步熟悉用VHDL语言编写驱动七段数码管的代码。
3、掌握VHDL编写中的一些小技巧。
二、实验要求：实现数字秒表功能，要求有分，秒，1%秒显示，该秒表能够随时控制启/停，清零重新计时功能。
三、实验原理秒表的工作原理与多功能数字电子钟大致相同，唯一不同的是，由于秒表的分辨率为0.01秒。
所以整个秒表的工作时钟是在100HZ的时钟信号下完成的。
假设该秒表的应用场合小于1小时，秒表的显示格式为mm~~ss~~xx(mm表示分钟：0~59；ss表示秒：0~~59；xx表示百分之一秒：0~~99)。
四、实验步骤1、用VHDL语言编写出秒表电路程序，通过QuartusII 进行编辑、编译、综合、适配、仿真测试。
给出其所有信号的时序仿真波形。
2、按实验要求锁定管脚，重新综合。
3、在EDA6000软件中建立实验模式。
4、下载设计文件，硬件验证秒表工作性能。
五、实验结果1、调试的过程记录在仿真图正确后开始用EDA6000进行检验，所有的管脚都连接好后，通入100Hz的脉冲，秒表开始工作2、实验结果经过调试得到了正常工作的秒表，每一个环节的跳转过程都是正常的最终的波形图：3、实验程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity stopwatch isport(clk,rst,en:in std_logic;minh,minl,sech,secl,msh,msl:out std_logic_vector(3 downto 0)); end entity;architecture behav of stopwatch issignal minhi,minli,sechi,secli,mshi,msli:std_logic_vector(3 downto 0); signal clk1,clk2:std_logic;beginprocess(clk,en,rst)beginif rst='1' then mshi<="0000";msli<="0000";elsif clk'event and clk='1' thenif en='1' thenif (mshi="1001" and msli="1001") thenmshi<="0000";msli<="0000";clk1<='1';elsif msli="1001" thenmsli<="0000"; mshi<=mshi+1;else msli<=msli+1;clk1<='0';end if;end if;end if;end process;process(clk1,en,rst)beginif rst='1' then sechi<="0000";secli<="0000";elsif clk1'event and clk1='1' thenif en='1' thenif (sechi="0101" and secli="1001") thensechi<="0000";secli<="0000";clk2<='1';elsif secli="1001" thensecli<="0000"; sechi<=sechi+1;else secli<=secli+1;clk2<='0';end if;end if;end if;end process;process(clk2,en,rst)beginif rst='1' then minhi<="0000";minli<="0000";elsif clk2'event and clk2='1' thenif en='1' thenif (minhi="0101" and minli="1001") thenminhi<="0000";minli<="0000";elsif minli="1001" thenminli<="0000"; minhi<=minhi+1;else minli<=minli+1;end if;end if;end if;end process;msh<=mshi;msl<=msli;sech<=sechi;secl<=secli;minh<=minhi;minl<=minli; end behav;。
数字电子秒表设计总结报告1
数字电子秒表设计总结报告一．工作原理本数字电子秒表设计由启动、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。
如下图所示：启动清零复位电路主要由U6A 、U6B 、U7B 、U7D 组成，其本质是一个RS 触发器和单稳态触发器。
J1控制数字秒表的启动和停止，J2控制数字秒表的清零复位。
开始时把J1合上，J2打开，运行本电路，数字秒表正在计数。
当打开J1，合上J2键，J2与地相接得到低电平加到U6B 的输入端，U6B 输出高电平又加到U6A 的输入端，而U6A 的另一端通过电阻R15与电源相接得到高电平，（此时U6B 与U6A 组成RS 触发器），U6A 输出低电加到U7A 的输入端，U7A 被封锁输出高电平加到U5的时钟端，因U5不具备时钟脉冲条件，U5不能输出脉冲信号，因此U3、U4时钟端无脉冲而停止计数。
当J1合上时，打开J2键，J1与地相接得到低电平加到U6A 的输入端，U6A 输出高电平加到U6B 的输入端，U6B输出低电平加至U7B，使U7B输出高电平，因电容两端电压不能跃变，因此在R7上得到高电平加到U7D输入端，U7D输出低电平（进入暂态）同时加到U3、U4、U5的清零端，使得U3、U4的QD ---QA输出0000，经U1、U2译码输出驱动U9、U10显示“00”。
因为U7B与U7D组成一个单稳态电路，经过较短的时间，U7D的输出由低电平变为高电平，允许U3、U4、U5计数。
同时U6A输出高电平加到U7A的输入端，将U7A打开，让555的3脚输出100KHZ的振荡信号经U7A加到U5的时钟脉冲端，使得U5具备时钟脉冲条件，U5的9、10、7脚接高电平，U5构成十分频器，对时钟脉冲计数。
当U5接收一个脉冲时，U5内部计数加1，如果U5接收到第十个脉冲时，U5的15脚（RCO端）输出由低电平跳变为高电平作为U4的时钟脉冲，从而实现了对振荡信号的十分频，产生周期为0.1S的脉冲加至U4的时钟端。
电子秒表实验报告
电子秒表实验报告电子秒表实验报告引言：电子秒表是一种常见的计时工具，广泛应用于实验室、体育比赛和日常生活中。
本实验旨在通过对电子秒表的使用和测量，深入了解其工作原理和准确性。
实验目的：1. 理解电子秒表的工作原理；2. 掌握正确使用电子秒表的方法；3. 比较电子秒表与传统秒表的准确性。
实验材料和方法：1. 实验材料：电子秒表、传统秒表、计时器、待测物体；2. 实验方法：a. 将电子秒表和传统秒表校准至同一起点；b. 使用电子秒表和传统秒表分别计时待测物体的时间；c. 重复多次实验，记录数据并计算平均值；d. 比较电子秒表和传统秒表的准确性。
实验结果与讨论：通过多次实验，我们得到了以下数据：实验次数 | 电子秒表计时（s） | 传统秒表计时（s）---------------------------------------1 | 10.23 | 10.202 | 10.21 | 10.183 | 10.25 | 10.224 | 10.24 | 10.195 | 10.22 | 10.21通过计算平均值，我们可以得到电子秒表的平均计时为10.23秒，传统秒表的平均计时为10.20秒。
可以看出，两者的计时结果非常接近，差距在0.03秒以内。
这个结果表明，电子秒表在准确性方面与传统秒表相当。
其准确性主要依赖于内部的计时装置，通常采用晶体振荡器，其频率非常稳定。
而传统秒表则依赖于人工操作，容易受到人为因素的影响，如反应时间和手动操作的误差。
此外，电子秒表还具有其他优点。
首先，它可以提供更精确的计时结果，小数点后几位的精度可以满足实验的要求。
其次，电子秒表通常具有计时、计数、暂停和复位等功能，更加灵活方便。
最后，电子秒表还可以记录多次计时结果，并进行平均值计算，提高数据的可靠性。
然而，电子秒表也存在一些局限性。
首先，它依赖于电池供电，一旦电池耗尽，计时功能将无法使用。
其次，对于某些特殊实验，如高温、高压环境下的计时，电子秒表可能无法正常工作。
电子秒表实验报告
电子技术设计性实训报告学号：211002146姓名：邱富烨同组人：夏文彬班级：03班指导老师：林雪健日期：2012.09.07目录一．实训目的---------------------------------------------------3二．设计功能要求---------------------------------------------3 三．电路设计---------------------------------------------------4 （一）电路框图--------------------------------------------4 （二）单元电路分析-------------------------------------4四．设计总图及其工作原理---------------------------------5 （一）工作原理--------------------------------------------5 （二）元件清单--------------------------------------------5五．电路调试--------------------------------------------------6(一) 调试过程--------------------------------------------6（二）故障分析与排除-----------------------------------7六．实训心得---------------------------------------------------8一. 实验目的1. 对芯片74LS160芯片以及555的功能的更形象的认知。
2.增强使用ＥＷＢ软件的能力。
3.进一步提高独立分析问题和解决问题的能力。
4.掌握数字系统的分析和设计方法。
5.对数字集成电路的综合应用有进一步的认识和理解。
电子秒表课程设计设计报告
电子秒表电路设计实验报告一. 实验目的1.进一步提高独立分析问题和解决问题的能力。
2.掌握数字系统的分析和设计方法。
3.对数字集成电路的综合应用有进一步的认识和理解。
二. 设计题目：制作一个简易的电子秒表 功能要求:（1） 具有两位数码显示。
分别显示1/10秒和秒计数。
（2） 有两个按键分别控制启动（开始计时）/停止和清零。
功能表如下：三、概述：要完成题目要求的电子秒表功能，系统应具有如下几部分电路： 1、定时电路；题目要求最小计时单位为1/10秒，即100ms 。
这部分电路必须能准确的产生周期为100ms （频率为10Hz ）的时钟信号。
2、计时电路：题目要求系统具有两位显示器，分别显示秒和1/10秒信号。
所以本系统应具有两个十进制计数器，分别对定时信号进行计数，以产生1/10秒和秒计数。
系统计数范围从0.0～9.9秒。
3、显示译码驱动电路：将计数器的计数结果（BCD 码）通过译码器译成七段显示码并驱动LED 数码管显示出来。
4、控制电路：根据题目要求，本电子秒表应具有两个按键。
其中一个控制秒表的启/停，本按键应有自锁功能，按一次启动计时，再按一次停止计时。
另一个按键控制清“0”，本按键不需自锁，按下时系统清“0”；放开时系统回复正常计时功能。
系统电路结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图四、电路设计方案：1、定时电路：系统的定时电路要求产生周期为100ms的时钟信号。
在此我们用555定时器来实现。
定时器是电子秒表的核心，其作用是产生一个标准频率10赫兹的脉冲信号。
振荡频率的精度和稳定度决定了秒表的质量（如图2），图3为脉冲信号宽度图2 555定时器器图3 脉冲信号2、计时电路：本电路需要两位十进制加法计数器，对定时电路的时钟信号进行计数。
可用两片74LS160实现。
74LS160是同步十进制加法计数器，其功能表如下：应用两片74LS160组合级联可构成100进制计数器。
其级联方式可分为串行进位方式和并行进位方式两种。
电子秒表电路实验报告1
电子技术课程设计报告设计题目：电子秒表院（部）：物理与电子信息学院专业班级：电子信息工程学生姓名:学号:指导教师:摘要秒表应用于我们生活、工作、运动等需要精确计时的方面。
它由刚开始的机械式秒表发展到今天所常用的数字式秒表。
秒表的计时精度越来越高，功能越来越多，构造也日益复杂。
本次数字电路课程设计的数字式秒表的要求为：显示分辨率为1s/100，外接系统时钟频率为100KHz；计时最长时间为60min，五位显示器，显示时间最长为59m59.99s；系统设置启／停键和复位键。
复位键用来消零，做好计时准备、启／停键是控制秒表起停的功能键。
针对上述设计要求，先前往校图书馆借阅了大量的数字电路设计方面的书籍，以及一本电子元件方面的工具书，以待查阅各种设计中所需要的元件。
其次安装并学习了数字电路设计中所常用的Multisim仿真软件，在课程设计过程的电路图设计与电路的仿真方面帮助我们发现了设计电路方面的不足与错误之处。
关键字：555定时器十进制计数器六进制计数器多谐振荡器目录1.选题与需求分析 (1)1.1设计任务 (1)1.2 设计任务 (1)1.3设计构思 (1)1.4设计软件 (2)2.电子秒表电路分析 (3)2.1总体分析 (3)2.2电路工作总体框图 (3)3.各部分电路设计 (4)3.1启动与停止电路 (4)3.2时钟脉冲发生和控制信号 (4)3.3 设计十进制加法计数器 (6)3.4 设计六进制加法计数器 (7)3.5 清零电路设计 (8)3.7 总体电路图： (10)4 结束语与心得体会 (12)1.选题与需求分析1.1设计任务电子秒表在生活中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。
电子秒表设计实验报告
淮阴工学院《数字电子技术》课程实验期末考核2014-2015学年第2学期实验名称：电子秒表电路的设计班级：学号：姓名：学院：电子与电气工程学院专业：自动化系别：自动化指导教师：《数字电子技术》实验指导教师组成绩：2015年07月电子秒表电路的设计一、实验目的1 .学习数字电路中基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。
2 .学习电子秒表的调试方法。
二、实验原理图11 －1 为电子秒表的电原理图。
按功能分成四个单元电路进行分析。
1.基本RS 触发器图11 －1 中单元I 为用集成与非门构成的基本RS 触发器。
属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。
它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q 作为与非门5 的输入控制信号。
按动按钮开关K2（接地），则门1 输出＝1 ；门2 输出Q ＝0 ，K2复位后Q 、状态保持不变。
再按动按钮开关K1 , 则Q 由0 变为1 ，门5 开启, 为计数器启动作好准备。
由1 变0 ，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS 触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
2. 时钟发生器图11 －1 中单元Ⅲ为用555 定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
调节电位器R W，使在输出端3 获得频率为50HZ 的矩形波信号，当基本RS 触发器Q ＝1 时，门5 开启，此时50HZ 脉冲信号通过门5 作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。
图11-2 单稳态触发器波形图图11－3 74LS90引脚排列3.计数及译码显示二—五—十进制加法计数器74LS90 构成电子秒表的计数单元，如图11 －1 中单元Ⅳ所示。
其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ 的时钟脉冲进行五分频，在输出端Q D取得周期为0.1S 的矩形脉冲，作为计数器②的时钟输入。
计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1 ～0.9 秒；1 ～9 秒计时。
电子秒表 实验报告
目录1绪论 (1)1、1课题背景 (1)1、2秒表的发展趋势 (1)1、3本课题研究内容 (2)2研究方案与预期成果 (2)2、1研究方案 (2)2、2预期成果 (2)3设计任务与思想 ........................................................................... 错误!未定义书签。
3、1设计任务 .......................................................................... 错误!未定义书签。
3、2设计目的 .......................................................................... 错误!未定义书签。
3、3设计总体思想 ......................................................................... 错误!未定义书签。
4系统硬件设计 (4)4、1系统硬件设计框图 (4)4、2 LED显示电路 .......................................................................... 错误!未定义书签。
4、3时钟分频计数电路 ............................................................ 错误!未定义书签。
4、4秒脉冲电路....................................................................... 错误!未定义书签。
4、5 控制开关电路................................................................... 错误!未定义书签。
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淮阴工学院
《数字电子技术》课程实验期末考核
2014-2015学年第2学期实验名称：电子秒表电路的设计
班级：
学号：
姓名：
学院：电子与电气工程学院
专业：自动化
系别：自动化
指导教师：《数字电子技术》实验指导教师组成绩：
2015年07月
电子秒表电路的设计
一、实验目的
1 .学习数字电路中基本RS 触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。
2 .学习电子秒表的调试方法。
二、实验原理
图11 －1 为电子秒表的电原理图。
按功能分成四个单元电路进行分析。
1.基本RS 触发器
图11 －1 中单元I 为用集成与非门构成的基本RS 触发器。
属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。
它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q 作为与非门5 的输入控制信号。
按动按钮开关K
2（接地），则门1 输出＝1 ；门2 输出Q ＝0 ，K
2
复位
后Q 、状态保持不变。
再按动按钮开关K
1
, 则Q 由0 变为1 ，门5 开启, 为计数器启动作好准备。
由1 变0 ，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS 触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
2. 时钟发生器
图11 －1 中单元Ⅲ为用555 定时器构成的多谐振荡器，是一种性能较好的
时钟源。
调节电位器 R
W
，使在输出端3 获得频率为50HZ 的矩形波信号，当基本RS 触发器Q ＝1 时，门5 开启，此时50HZ 脉冲信号通过门5 作为计数脉冲加于
计数器①的计数输入端CP
2。
图11-2 单稳态触发器波形图图11－3 74LS90引脚排列
3.计数及译码显示
二—五—十进制加法计数器74LS90 构成电子秒表的计数单元，如图11 －1 中单元Ⅳ所示。
其中计数器①接成五进制形式，对频率为50HZ 的时钟
取得周期为0.1S 的矩形脉冲，作为计数器②的脉冲进行五分频，在输出端Q
D
时钟输入。
计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示0.1 ～0.9 秒；1 ～9 秒计时。
注：集成异步计数器74LS90
74LS90 是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。
图11 －3 为74LS90 引脚排列，表11 －1 为功能表。
通过不同的连接方式，74LS90 可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借
助R
0 (1) 、R
(2) 对计数器清零，借助S
9
(1) 、S
9
(2) 将计数器置9 。
其具
体功能详述如下：
(1)计数脉冲从CP
1输入，Q
A
作为输出端，为二进制计数器。
(2)计数脉冲从CP
2输入，Q
D
Q
C
Q
B
作为输出端，为异步五进制加法计数器。
(3)若将CP
2和Q
A
相连，计数脉冲由CP
1
输入，Q
D
、Q
C
、Q
B
、Q
A
作为输出端，
则构成异步8421 码十进制加法计数器。
(4)若将CP
1与Q
D
相连，计数脉冲由CP
2
输入， Q
A
、Q
D
、Q
C
、Q
B
作为输
出端，则构成异步5421 码十进制加法计数器。
(5)清零、置9 功能。
a)异步清零
当R
0 (1) 、R
(2) 均为“1 ”；S
9
(1) 、S
9
(2) 中有“0 ”时，实现异
步清零功能，即Q
D Q
C
Q
B
Q
A
＝0000 。
b)置9 功能
当S
9 (1) 、S
9
(2) 均为“1 ”；R
(1) 、R
(2) 中有“0 ”时，实现置9
功能，即Q
D Q
C
Q
B
Q
A
＝1001 。
表11-1
三、实验仪器
1 .＋5V 直流电源
2 .双踪示波器
3 .直流数字电压表
4 .数字频率计
5 .单次脉冲源
6 .连续脉冲源
7 .逻辑电平开关 8 .逻辑电平显示器
9 .译码显示器 10．74LS00 ×2、555 ×1、74LS90 ×3
11.电位器、电阻、电容若干
四、实验内容
由于实验电路中使用器件较多，实验前必须合理安排各器件在实验装置上的位置，使电路逻辑清楚，接线较短。
实验时，应按照实验任务的次序，将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS 触发器、时钟发生器及计数器的逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试……，直到测试电子秒表整个电路的功能。
这样的测试方法有利于检查和排除故障，保证实验顺利进行。
1.基本RS 触发器的测试
将图1 的两个输出端接逻辑电平显示，按动按钮开关K
2
（接地），记下Q
和的值，按动按钮开关K
1
, Q 和的值。
2.时钟发生器的测试
用示波器观察输出电压波形并测量其频率，调节R
W
，使输出矩形波频率为50Hz 。
3.计数器的测试
3.1 计数器①接成五进制形式，R
O (1) 、R
O
(2) 、S
9
(1) 、S
9
(2) 接逻辑
开关输出插口，CP
2接单次脉冲源,CP
1
接高电平“1 ”，Q
D
～Q
A
接实验设备上
译码显示输入端D 、C 、B 、A, 按表11 －1 测试其逻辑功能，记录之。
3.2 计数器②及计数器③接成8421 码十进制形式，同内容（1 ）进行逻辑功能测试。
记录之。
3.3 将计数器①、②、③级连，进行逻辑功能测试。
记录之。
4.电子秒表的整体测试
各单元电路测试正常后，按图11 －1 把几个单元电路连接起来，进行电子秒表的总体测试。
先按一下按钮开关K
2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K
1
，则计
数器清零后便开始计时，观察数码管显示计数情况是否正常，如不需要计时或暂停计时，按一下开关K
2
，计时立即停止，但数码管保留所计时之值。
5.电子秒表准确度的测试
利用电子钟或手表的秒计时对电子秒表进行校准。
五、实验调试
在电路调试过程中，刚开始由于555构成的多谐振荡器出现了一定的问题，脉冲信号不能成功输出，显示器停留在0不显示，最后下调整了555定时器的参数，使秒表正常运行。
在整个电路调试过程中可以发现，理论计算出的值在实际运行中还是误差很大，需要在实际调试中试出最恰当的电阻和电容值。
接线和调试时，应将各单元电路逐个进行接线和调试，即分别测试基本RS 触器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器、译码显示电路等逻辑功能，待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来进行测试，直到测试电子秒表整个电路的功能。
这样的模块化测试方法有利于检查和排除故障，是调试电路的常用方法。
六、实验总结
通过本次课程设计，我了解数字秒表的主体电路组成及工作原理，熟悉了集成电路及有关电子元器件的使用，学习和掌握数字电路中基本RS触发器、计数、译码显示等单元电路的综合应用。
首先是74LS90的功能，懂得实际应用上，应用串行和并行方式进行连接电路实现计数器的级联电路，进一步可以利用多片芯片设计各进制的计数电路。
通过设计重启和停止，启动计数键，我更好的理解了74LS90各引脚的功能和用法。
在利用555产生时钟信号时，我也学会了用这个芯片输出不同的频率的信号。
通过这次实验我对数字电子技术有了更进一步的熟悉，加深了我对理论知识的理解，增强了个人的动手能力，巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来。