电子秒表
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。
电子秒表设计方案
电子秒表设计方案电子秒表是一种按时间计数的仪器，主要用于精确测量短时间内的时间间隔。
传统的机械秒表已经逐渐被电子秒表所取代，因为电子秒表具有更高的精确度、更便捷的使用和更多的功能。
电子秒表的设计方案如下：1. 时钟系统：电子秒表需要一个准确的时钟系统来实现时间的测量和显示。
可以采用晶体振荡器来提供稳定的时钟信号，并通过倒数计数器来计算出时间。
2. 按键设计：电子秒表需要一个按键来控制计时的开始、停止和重置。
可以采用机械按键或者触摸按键，通过按下按钮来触发计时动作。
3. 显示屏幕：电子秒表需要一个清晰的数字显示屏来显示计时结果。
可以采用液晶显示屏或者LED显示屏，显示出秒表的计时时间。
4. 计时精确度：电子秒表需要具有高精确度的计时功能。
可以采用纳秒级的计时芯片来提供更精确的计时结果，并且可以进行校准来保持计时的准确性。
5. 记录功能：电子秒表可以添加记录功能，可以记录多个计时数据，并提供查看和保存功能，方便用户随时查看和比较不同的计时结果。
6. 声音提示功能：电子秒表可以添加声音提示功能，用于在计时开始、停止和重置时发出提示音，方便用户的操作。
7. 计时模式选择：电子秒表可以提供不同的计时模式选择，如计时、计次、倒计时等，满足不同用户的需求。
8. 电池供电：电子秒表可以采用电池供电，方便携带和使用。
可以选择使用可充电电池或者干电池，提供持久的使用时间。
9. 外观设计：电子秒表的外观设计可以采用简洁大方的设计风格，便于携带和使用。
可以选择耐用的材质和防水设计，增加秒表的使用寿命和适应性。
总之，电子秒表是一种精确、便捷、多功能的计时工具，设计方案可以结合以上要点进行设计，以提供用户更好的计时体验。
实验17电子秒表实验 华南理工大学电工学实验讲义
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实验步骤
1. 听老师讲解实验所选用的元器件及其连线方法。 2. 参照原理图，根据选用的实验元件画出实验电
路，并连接电路。 3. 进行操作，观。
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实验电路
SB1
SB2
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注意器件的管脚位置。 断电改接线路。
分析基本 RS 触发器、无稳态触发器、 单稳态 触发器和计数、译码、显示单元在电子秒表中 的作用。 如果需要计时范围超过 10s，怎样解决?
电工技术
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2
学习综合运用学过的知识组成实用电路。 学习电子秒表的组成。
电子秒表的组成。（详见教材452页） 基本 RS 触发器工作原理。 集成单稳触发器和无稳态触发器原理。 二进制计数器的分频原理。 显示译码驱动原理。
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实验设备
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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。
电子秒表原理
电子秒表原理电子秒表是一种精确测量时间的设备，广泛应用于各种领域，如体育比赛、实验室研究等。
本文将介绍电子秒表的原理及其工作机制。
一、电子秒表的基本原理电子秒表通过利用电子元件，特别是内置的定时器和振荡器，来测量经过的时间。
其基本原理如下：1. 振荡器产生稳定的时间基准：电子秒表内置一个晶体振荡器，它产生一个非常稳定的频率信号。
这个频率信号通常被设定为1赫兹（也就是每秒钟产生一个周期）。
这个信号被称为时间基准，它将用于计算时间间隔。
2. 定时器与计数器：电子秒表内置一个定时器和计数器。
定时器通过设置一个初始值，开始计时，同时计数器开始累加时间基准信号的周期数。
3. 计算经过的时间：当定时器达到设置的目标值时，它会发送一个触发信号。
这个触发信号将用于停止计时器，并记录下计数器此时的值。
4. 显示时间：计数器的值将通过显示器进行显示，以提供实时的时间测量结果。
二、电子秒表的工作机制电子秒表通常由以下几个核心部分组成：振荡器、定时器、计数器、触发器和显示器。
1. 振荡器：振荡器是电子秒表的基础部分，它产生一个稳定的频率信号，用作时间基准。
在电子秒表中，常用的振荡器是晶体振荡器，它使用晶体的共振特性来产生稳定的振荡频率。
2. 定时器：定时器是电子秒表的核心组件之一，它接收来自振荡器的时间基准信号，并开始计时。
定时器可以设置一个初始值，用来设定需要测量的时间间隔。
在计时过程中，定时器会将时间基准信号与初始值进行比较，当两者匹配时，触发器将会被触发。
3. 计数器：计数器是用来记录经过的时间的部分，它与定时器紧密结合。
计数器会接收定时器的触发信号，并开始累加时间基准信号的周期数。
当定时器触发时，计数器的值将会被保存下来，以供后续的显示。
4. 触发器：触发器是连接定时器和计数器之间的重要组件，它在定时器达到设定的初始值时触发计数器。
触发器可以是一个逻辑电路元件，根据定时器的输出状态来进行触发。
5. 显示器：显示器是电子秒表的输出部分，它将计数器的值以数字形式显示出来。
电子秒表的读数方法
电子秒表的读数方法
电子秒表是一种可以测量时间的精确仪器，它是用电子技术来测量时间间隔的，可以用来精确测量一定时间段内的事件，如比赛或实验中的时间间隔。
电子秒表的读数方法有以下几种：
首先，打开电子秒表的电源，然后按下开始按钮，开始计时。
接下来，电子秒
表会显示计时的时间，可以看到秒表上的数字在不断变化，这就是电子秒表的读数方法。
其次，电子秒表可以设置报警，当时间达到设定的时间后，秒表会发出报警声，以提醒使用者。
此外，还可以使用电子秒表的复位功能，当计时结束后，可以按下复位按钮，
将秒表的时间重置为0，以便进行下一次计时。
最后，电子秒表还可以使用定时功能，可以设置时间，当时间到达设定的时间后，秒表会自动开始计时，以便使用者可以更加准确地测量时间。
由此可见，电子秒表的读数方法非常简单，只要按下开始按钮，就可以开始计时。
此外，电子秒表还具有报警、复位和定时等功能，可以更好地满足使用者的需求，使用起来更加方便。
电子秒表课程设计的问题
电子秒表课程设计的问题一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子秒表的基本原理，掌握其计时功能和使用方法。
2. 学生能运用电子秒表进行简单的时间测量，并准确读取时间数据。
3. 学生了解电子秒表在日常生活和科学实验中的应用。
技能目标：1. 学生能独立操作电子秒表，进行时间的测量和记录。
2. 学生能通过实际操作，培养观察、思考、分析问题的能力。
3. 学生能运用电子秒表进行小组合作，完成实验任务。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子秒表产生兴趣，激发学习科学技术的热情。
2. 学生在实验过程中，培养尊重事实、严谨求实的科学态度。
3. 学生通过小组合作，学会与他人沟通交流，培养团队协作精神。
课程性质：本课程为初中物理实验课，结合电子秒表的使用，让学生在实践中掌握时间测量的方法。
学生特点：初中学生具有较强的求知欲和动手能力，但注意力容易分散，需要通过实际操作和有趣的教学活动来吸引他们。
教学要求：教师应注重引导，鼓励学生积极参与实验，关注学生的个体差异，确保每个学生都能在课程中取得进步。
同时，关注学生的情感态度，培养其科学素养和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标内化为具体的学习成果。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，组织以下教学大纲：1. 电子秒表基本原理- 介绍电子秒表的构成和工作原理。
- 解释电子秒表与传统秒表的异同。
2. 电子秒表的使用方法- 讲解电子秒表的按键功能和使用步骤。
- 演示如何进行时间测量、数据读取和清零操作。
3. 实际操作与应用- 设计实验，让学生运用电子秒表测量不同物体下落时间。
- 引导学生通过实验，分析影响时间测量的因素。
4. 电子秒表在日常生活和科学实验中的应用- 举例说明电子秒表在日常生活中的应用，如运动计时、烹饪等。
- 探讨电子秒表在科学实验中的重要作用，如物理实验、化学反应等。
5. 小组合作与实验报告- 学生分组进行实验，共同完成实验任务。
电子秒表使用说明书
PC396电子秒表使用说明书
一、秒表计时
按A键直至秒表显示，若秒表不为零。
按B键停止计时，按C键复位到零。
简易计时：按B键开始计时；再按B键，停止计时；（重复按B键，重复开始/停止）停止计时后，按C键复位到零。
分段计时：按B键开始计时：按C键显示分段时间：注意，内部计时持续）再按C 键恢复到计时；（重复按C键，显示分段时间或复位）复位到计时后，按B键停止计时；按C键复位到零。
两段时间显示：按B键开始计时；按C键显示第一分段时间：按B键记忆第二分段时间；按C键显示第二分段时间：再按C键复位到零。
二、时间、日历、星期、响闹显示
按A键直至正常走时，按B键显示月、日和星期：按C键显示响闹时间，同时按住C键和B键，设置响闹取消或保持。
三、设置时间、日历
在正常走时状态，按A键三次，正常走时的秒及星期同时闪烁。
这样进入了设置状态，按C键，选择秒、分、时、日、月、星期；按B键置数（按住键不放，出现快速置数）A/P显示为12小时制，A表示为上午，P为下午，H为24小时制。
调校完毕，按A键回到时间显示状态。
四、设置响闹时间
在正常走时状态，按A键两次，时和星期一同时闪烁，这样进入了响闹设置方式。
按C键选择时和分，按B键改变分和时数字。
按A键回到正常时间显示。
五、自动重响
在响闹时，按B键进入重响状态。
即5分钟后，响闹可自动重响，按C键可解除自动重响。
六、每小时报时
按A键直至显示正常走时，按C键后，同时按A键，星期指示全部显示则有每小时报时，星期指示全部消失为无每小时报时。
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电子秒表概述此电子秒表，是在TND－MD教学系统上实现的，其计时精确度为0.01s。
所使用的芯片主要有8253定时计数器、8255A并行接口电路芯片、8259A中断控制器等。
通过系统中的开关键KK1和KK2可实现开始计时，暂停计时，继续计时，清零功能，用系统中的四片七段数码管将计得的时间以XXXX（秒百分秒，其中秒占两位，百分秒两位）的形式显示给用户。
计时准确度与现实时间相符。
一、设计要求按一下kk1开关启动，再按暂停，按kk2清零，周而复始。
最小计时单位0.01S,即可显示XXXX（秒百分之一秒）。
设计要求如下：（1）由键盘和8255作为输入部分（2）用七段数码管或液晶显示屏来显示时间（3）由8253和8259构成计时信号，通过中断完成启动计时、停止计时和动态刷新显示。
二、设计思想1、为了试验秒表的准确计时功能，此秒表精确到了0.01s，为了得到0.01s的时间脉冲，使用8253芯片来产生，又由于可以系统自动产生1.1932MHZ的时钟频率，因此可以通过设定计数初值为2E9c，并设定8253工作在方式3来获得所需的周期为10ms的时间脉冲软件操作：首先向8253的控制端口43H输入控制字B6H来设置计数器2计时，工作在方式3，循环计数，产生10ms的时间脉冲，然后再像计数器2端口42H输入计数初值2e9cH，先写入低八位数据，再写入高八位数据硬件操作：唐都仪器8253芯片的CLK接bus总线上的OPCLK系统时钟信号，频率为1.1932MHZ，GATE门信号接+5v电源，out引脚接8259芯片的IRQ72、为了驱动数码管，需使用8255芯片，通过设定控制字，用其PB端口来驱动段，PA 端口来驱动位，软件操作：向8255的控制端口63H输入控制字81H，使其三个端口都工作在方式0，PA（60H）端口的低四位用来驱动数码的位，PB端口（61H）用来驱动数码管的段，然后用E命令重新开辟一块内存区域，用来存放数码管0-9的字模3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH硬件操作：唐都仪器上的8255芯片的PA0~PA3引脚接数码管的X4~X1引脚，PB0~PB7引脚接数码管的0~DP引脚3、为了能够实现系统的中断调用，需使用8259芯片的IRQ2,IRQ6,IRQ7引脚，其中断向量分别为：0AH，0EH，0FH把三个中断服务程序的的入口地址分别填入这三个中断向量所指向的内存地址，IRQ2接KK1控制秒表的启动和暂停，IRQ6接KK2控制秒表的复位软件操作：IRQ2的中断向量乘以四得：0028H，然后向这个地址填入IRQ2服务程序的入口地址（mov [0028],IRQ2）,然后向002a地址填入中断向量表的段地址:0000H,IRQ6的中断的首地址为：0038H，填入中断服务程序入口地址mov [0038],IRQ6，填入段地址mov [003a],0000H,IRQ7中断的首地址：003cH，填入中断服务程序入口地址：mov [003c],IRQ7,t 填入段地址：mov [003e],0000H..三、设计所用芯片及工作原理1、8255芯片工作原理接口电路在CPU和I/O设备之间起着信号的变换和传输的作用。
任何接口电路与CPU 之间的信息传输方式都是并行的，即CPU与接口电路之间以数据字节/字为单位传送信息。
接口电路与I/O设备之间的信息传送方式，有并行和串行两种，相应的接口电路称为并行接口和串行接口。
8255将一个8位的输入输出双向数据端口扩展为端口A，端口B，端口C 3个八位I/O双向传输端口，另加一个控制端口，因而其内部含有4个端口寄存器，3个I/O 端口都有不同的工作方式，端口A可以工作在方式0，1，2；端口B只能工作在方式0，1；端口C工作在方式0，他们与I/O端口间的数据传输都是并行方式。
2、8259芯片工作原理1) 外部事件触发中断控制器8259A的某个中断请求引脚IRQX，其状态锁存在中断请求寄存器IRR中。
2) 8259A判定中断屏蔽寄存器IMR是否允许此中断请求，若允许则做优先权判定。
3) 若同时有几个中断源发出请求，8259A优先权判定电路会检测出当前优先级最高的中断请求位，获取相应的中断向量值N，并置位芯片内部中断服务寄存器ISR4) 8259A向CPU发中断请求信号INTR5) 如果CPU标志寄存器FLAGS中的中断允许标志位I置位，则CPU执行完当前一条指令后响应该中断并送出应答信号INTA。
6) 中断控制器8259A收到该应答信号后立即将对应该中断源的中断向量号N送到系统数据总线上。
7) CPU读入中断向量号N后查找中断向量表既可以转向相应的中断服务程序入口地址开始执行中断事务处理。
8) CPU 完成中断服务后，向8259A 送中断结束命令EOI ，使中断服务寄存器ISR复位，从而结束本次中断，为下次中断做好准备3、8253芯片工作原理CLK 信号进行“减1计数”。
首先CPU 把“控制字”,写入“控制寄存器”，把“计数初始值”写入“初值寄存器”,然后， 定时/计数器按控制字要求计数。
计数从“计数初始值 开始，每当CLK 信号出现一次，计数值减1，当计数值减为0时，从OUT 端输出规定的信号（具体形式与工作模式有关）。
当CLK 信号出现时，计数值是否减1（即是否计数），受到“门控信号”GATE 的影响，一般，仅当GATE 有效时，才减1.门控信号GATE 如何影响计数操作，以及输出端OUT 在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的工作模式有关。
四、系统接线图8253接线图8255接线图8259接线图五、程序流程图主程序流程图六、程序源代码push ds ;数据段压栈 mov ax,0000 mov ds,ax ;数据段清零mov ax,3000 ;IRQ7的绝对偏移地 （入口地址） mov si,003c ;IRQ7的中断向量首地址 mov w[si],ax ;装载偏移地址 mov ax,0000 ;中断向量表的段地址为0000H mov si,003e ;源地址指针指向段地址装载点 mov w[si],ax ;装载段地址mov ax,2700 ;IRQ6的绝对偏移地 （入口地址） mov si,0038 ;IRQ6的中断向量首地址 mov w[si],ax ;装载偏移地址 mov ax,0000 ;中断向量表的段地址为0000H mov si,003a ;源地址指针指向段地址装载点 mov w[si],ax ;装载段地址mov ax,2900 ;IRQ2的绝对偏移地 （入口地址）IRQ7中断服务程序IRQ2中断服务程序IRQ6中断服务程序mov si,0028 ;IRQ2的中断向量首地址mov w[si],ax ;装载偏移地址mov ax,0000 ;中断向量表的段地址为0000Hmov si,002a ;源地址指针指向段地址装载点mov w[si],ax ;装载段地址pop ds ;弹栈mov al,13out 20,almov al,08out 21,al ;对8259进行编程开放IRQ2，IRQ6，IRQ7mov al,09out 21,almov al,39out 21,almov al,b6 ;8253控制字，以方式3产生0.01s方波out 43，al ;写入控制字mov ax,2e9c ;计数初值，用来产生0.01s方波out 42,al ;写入低8位计数初值mov al,ahout 42,al ;写入高8两为计数初值mov al,81 ;8255控制字，是三个端口都工作在方式0，PA0-PA3端口驱动位，PB0-PB7驱动位out 63,al ; 写入控制字call 2500 ;初始化时间和标志位2064: HLT ;停机等待STI ;开中断jmp 20642500: mov si 4000mov al,00mov [si],al ;时间显示初值置零mov [si+01],almov [si+02],almov [si+03],almov [si+04],al ;状态标志位置零RET ;返回主程序2700：mov si，4000 ;IRQ6中断服务程序not [si+04] ;状态位取反，用来控制启动和暂停计时mov al，20out 20,al ;发送中断结束控制字IRET ;中断返回2900: call 2500 ;IRQ2中断服务程序，初始化状态标志位和时间初始值mov al,20out 20,alIRET3000：call 3100 ;调用屏幕显示程序IRQ7中断服务程序call 3500 ;调用数码管显示程序mov si,4000cmp [si+04],00 ;判断状态标志位是否为零jz 3012 ;为零跳转，结束中断服务程序call 3300 ;不为零调用秒表显示程序，计算时间显示方式3012：mov al,20out 20,alIRET3100: mov si,4000 ;屏幕显示程序mov ah,03 ;读光标位置mov bh,01int 10 ;bios功能调用mov ah,0Emov al,[si]add al,30 ;转化成ascll码int 10 ;显示数字mov al,[si+1]add al,30int 10mov al,2eint 10mov al,[si+02]add al,30int 10mov al,[si+03]add al,30int 10RET ;返回主程序3300：mov si,4000add[si+03],01 ;10ms处数字，加一用来设置进位（显示只是0-9的数字）cmp[si+03],0ajz 330f ;等于10进位，跳转到100ms位jmp 3340 ;不等返回主程序330f: mov [si+03],00 ;10ms位置零add [si+02],01cmp [si+02],0ajz 331fjmp 3340331f: mov [si+02],00add [si+01],01cmp [si+01],0ajz 332fjmp 3340332f: mov [si+01],00add [si],01cmp [si],06 ;判断10s位是否大于6jz 333djmp 3340333d: mov [si],003340: RET3350: push axmov si,4000mov dl,f7 ;设定显示数码管第一位mov al,dl3508 out 60,al ;PA端口驱动位mov al,[si]mov bx,4100 ;指向字模数据区and ax,00ff ;屏蔽高八位add bx,ax ;指向此时数据的字模mov al,[bx] ;将字模取出，赋给alout 61,al ;pb端口驱动段，显示字模对应的数字call 352a ;调用延时程序inc si ;si加1，指向下一个要显示的数据mov al,dltest al,01 ;测试是否要显示第二位数据，即al的低两位是否为01jz 3528 ;返回主程序，显示第二位数字ROR al，1 ;不等则循环右移，使11110111（Ｆ７）变为１１１１１０１１mov dl,aljmp 3508 ;跳转，显示剩余的数据3528：pop axRET352A：push cx ;延时程序mov cx,0010352E: mov ax,00103531: dec ax ;双重循环延时jnz 3531loop 352Epop cxRET七、设计心得通过此秒表的设计，是我对8253，8255，8259这三个芯片有了一个更深刻的了解，也极大的激发了我对汇编这门语言的热情，此秒表拥有了一些基本功能：启动，暂停计时，复位，基本上达到了老师的要求，但是美中不足的是没有实现存储功能和键盘控制秒表的启动，暂停，复位和暂停存储，留下了一些遗憾，不过我会利用课余时间，去充实自己汇编方面的各种知识，一定要达到精通汇编的目的。