数字电路实验电子秒表设计
电子秒表设计课程设计
电子秒表设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子秒表的基本原理和功能，掌握计时器的工作流程。
2. 学生能够运用所学的电子元件和电路知识，设计并搭建一个简易的电子秒表。
3. 学生能够解释电子秒表中涉及的时间单位，如秒、分、时，并掌握它们之间的换算关系。
技能目标：1. 学生能够运用问题解决和团队合作的能力，完成电子秒表的电路设计和组装。
2. 学生通过实际操作，提升动手能力和实验技能，能够准确使用工具进行电子电路的搭建。
3. 学生能够通过编写简单程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术和创新实践的热爱，增强对科学探究的兴趣。
2. 学生在学习过程中，发展耐心、细心和责任感，认识到精确计时在科学研究和技术发展中的重要性。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，尊重他人意见，学会共同解决问题。
课程性质：本课程是一门实践性与理论性相结合的综合性课程，旨在通过实际操作，使学生理解电子计时器的原理和应用。
学生特点：考虑到学生年级特点，他们已经具备一定的物理知识和动手能力，但需进一步培养创新思维和实际应用技巧。
教学要求：教学中应注重理论与实践的结合，鼓励学生主动探索，注重培养学生解决实际问题的能力和科学探究精神。
通过具体的学习成果，将课程目标转化为可观察、可评估的指标，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 电子秒表原理介绍：讲解计时器的基本工作原理，如振荡器、计数器、时钟脉冲等，关联课本第三章关于数字电路的内容。
2. 电子元件认知：学习常用电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等，并了解它们在电子秒表中的作用，对应课本第二章电子元件的知识点。
3. 电路设计与搭建：根据电子秒表的功能需求，设计电路图，选用合适的电子元件进行电路搭建，结合课本第四章的电路设计原理。
4. 程序编写与调试：学习编写简单的程序或使用相关软件，实现对电子秒表的编程和功能调试，关联课本第五章关于微控制器的基础知识。
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。
数字电路课程设计电子秒表
机械与电子工程学院课程设计报告《数字电子技术》课程设计专业名称：班级：学号：姓名：指导教师：日期：2012.06.121前言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电子秒表的要求为：秒表最大计时值为99.99秒；分辨率为0. 1秒；具有启动计时、停止计时、清零等控制功能。
针对上述设计要求，我们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，并仔细阅读《电子技术基础实验》中实验十四《电子秒表》的设计相关资料。
工作安排方面：我们首先在课程设计的要求下设计出了数字式秒表的整体电路框图，将其分基本RS触发器，单稳态触发器，时钟发生器，计数及译码显示装置四个部分。
其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍。
完成了单元电路设计分析之后，进行总电路的拼接与调试，最后对总电路图进行分析，写出最终系统综述。
完成总电路的设计与分析之后，对资料与设计电路进行整理，排版，完成课程设计报告。
目录前言 (2)目录 (3)摘要 (4)关键字 (4)设计要求 (4)正文 (5)第一章系统概述 (5)第二章单元电路设计与分析 (6)一、时钟发生器电路设计 (1)二、计数及译码显示电路设计 (7)三、电子秒表的启动和停止电路设计 (7)四、电子秒表的清零电路设计 (8)第三章总体电路图 (9)参考文献、结束语 (10)主要器件及功能表 (10)收获与体会，存在的问题等 (13)课程设计评阅书 (15)电子秒表摘要第一章：系统概述简单介绍数字式秒表的系统设计思路，画出系统框图，并全面介绍总体工作过程或工作原理。
第二章：根据总功能框图的功能划分，分块设计单元电路，对每个单元路进行设计分析。
第三章：数字式秒表总电路图的给出，以及对系统进行综述。
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。
电子秒表的设计课程设计
电子秒表的设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电子秒表的基本原理，掌握计时器的功能及其组成部分。
2. 学生能够描述电子秒表的电路工作原理，包括晶体振荡器、分频器、计数器等关键电路的作用。
3. 学生能够运用所学的电子知识，解释电子秒表中时间测量精度的影响因素。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计简单的电子秒表电路，并进行模拟组装。
2. 学生通过小组合作，能够完成电子秒表的调试和故障排查，提高实际动手操作能力。
3. 学生能够使用适当的工具和仪器，对电子秒表进行性能测试，并做出准确记录。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。
2. 通过团队合作设计电子秒表，培养学生解决问题的能力和合作精神。
3. 学生在学习过程中能够体会到科技进步对日常生活的影响，增强创新意识和实践能力。
课程性质分析：本课程为电子技术实践课程，注重理论联系实际，通过设计制作电子秒表，提高学生对电子技术的理解和应用能力。
学生特点分析：假设学生为初中八年级学生，已经具备基础的物理知识和电子技术原理，动手能力强，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：课程需结合学生的认知水平，通过实践操作和小组合作，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中，培养创新思维和科学探究能力。
教学过程中，注重引导学生主动参与，鼓励学生提问和思考，确保学习目标的达成。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合以下教学内容展开：1. 电子秒表基础知识：介绍电子秒表的组成、工作原理及各部分功能，涉及课本第三章“计时器原理”相关内容。
2. 电路设计与分析：讲解电子秒表电路的设计方法，包括振荡器、分频器、计数器等关键部分的设计，参照课本第四章“数字电路设计基础”。
3. 元器件选择与使用：教授如何选择合适的元器件，如晶体振荡器、集成电路、显示屏等，对应课本第五章“常用元器件”。
4. 实践操作：指导学生进行电子秒表的组装、调试与测试，强调实践操作技能的培养，结合课本第六章“电子制作实践”。
数字电路课程设计报告数字秒表
数字电路课程设计报告——数字秒表一、设计任务与技术指标：设计数字秒表，以实现暂停、清零、存储等功能。
设计精度为0.01秒。
二、设计使用器件：74LS00 多片74163 4片4511 4片NE555 1片二极管1枚LED 共阴极七段译码器 4 个导线、电阻若干三、数字秒表的构成：利用555 设计一个多谐振荡器，其产生的毫秒脉冲触发74LS163计数，计时部分的计数器由0.01s 位、0.1s 位、s 个位、和s 十位共四个计数器组成，最后通过CD4511 译码在数码管上显示输出。
由“启动和停止电路”控制启动和停止秒表。
由“接地”控制四个计数器的清零。
图1 电子秒表的组成框图四、实现功能及功能特点：（1）、在接通电源后秒表显示00：00，当接通计时开关时秒表开始计时。
（2）、清零可在计时条件下也可在暂停条件下进行。
（3）、解决了在使用163清零端和保持端时由于163默认的清零端优先级高于保持端造成的0.01秒位上无法保持到0.09的技术问题。
（4）、增加了数据溢出功能，由于是4位秒表，最多计到一分钟，当秒表到达一分钟时，秒表自动暂停显示在60：00秒处，此时二极管发亮，起警示灯作用。
清零后则可继续计时。
（5）、由于条件有限，我们自己用导线制作了电源、清零、暂停等开关以减少导线的拔插造成的面板的不美观。
下图为完整课程设计的实物图：五、课程设计原理：本课程设计由模6000计数器和其控制电路组成，模6000计数器功能由同步加法计数器74163和与非门74LS00组成。
74163的功能及用法：74163同步加法计数器具有以下功能：（1）、同步清零功能。
当清零端输入低电平，还必须有时钟脉冲CP的上升沿作用才能使各触发器清零，此过程为同步清零。
（2）、同步并行置数功能。
（3）、同步二进制加计数功能。
（4）、保持功能。
综上所述，74163是具有同步清零、同步置数功能的4位二进制同步计数器。
74163的应用：（1）、构成任意模的计数器将74163与少量门电路结合可构成任意模计数器。
电子秒表设计---数字逻辑课程设计
第一章实验概述1.1实验设计任务1.1.1 设计任务1. 设计一个电子秒表，可显示4位数，计时范围0——10分钟2. 显示精确到0.1秒，对0.01秒进行四舍五入3. 有暂停、启动、恢复和连续功能，显示板由发光二极管构成2.1 实验目的与设计要求2.1.1 实验目的1. 学习数字电路基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器、计数器以及译码显示器等单元电路的综合应用；2. 了解电子秒表的组成与工作原理；3. 熟悉中规模集成电路的应用；4. 掌握电子秒表的设计、调试以及故障排除方法；5. 培养书写综合实验报告的能力。
2.1.2 设计要求1. 根据设计任务要求，综合运用数字电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成设计课题。
2. 根据课题查阅书籍，独立思考，深入研究课程设计中遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。
3. 根据设计要求，从选择设计方案开始，首先按单元电路进行设计，选择合适的元器件，最后画出总的电路图。
4. 学会电子电路的连线安装和调试技能，最终实现任务要求的全部功能；电路布局合理，走线清楚，工作可靠。
5. 写出完整的实验报告，调试中出现的异常现象的分析与讨论。
第二章 电子秒表的设计过程2.1 电路的设计与元件的选择2.1.1 总体方案的设计图 2.1电子秒表一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。
其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
信号送入计数器，累计结果以分、秒、分秒的数字显示出来，分、分秒由十进制计数器构成，秒由六十进制计数器构成。
其原理框图（如图2.1）脉冲发生电路振荡器 分频器计数器显示译码 显示显示显示译码 译码 译码分计数 秒十计数 秒个计数 分秒计数四舍五入控制电路2.1.2 所需元件的选择1. 二输入与门、二输入与非门、二输入或门、反相器2. 多谐振荡器：f=100Hz（集成555定时器的应用）（如图2.2）振荡周期T=0.7（R1+2R2）C，调节滑动变阻R2可输出不同的频率的脉冲信号；此振荡器在电路中是为分频器和四舍五入电路提供脉冲信号。
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* * 交通大学
信息科学与工程学院
综合性实验报告
姓名：*** 学号631206050***
班级：2012 级软件2班
实验项目名称：电子秒表
实验项目性质：设计性实验
实验所属课程：数字电路技术基础
实验室（中心）：电子电工实验室
指导教帅： *** _________________________ 实验完成时间：2013 年J2 月20 日
一、实验目的
1. 熟悉计数器的工作原理及特点；
2. 了解和掌握四位同步可预置二进制计数器
74LS161的使用方法;
3. 学习设计N进制加法计数器的方法；
4. 了解电子秒表的设计原理；
5. 掌握电子秒表的设计方法；
二、实验内容及要求
1. 自己设计的同学可以在实验中验证；
2. 按老师要求做的最好回去用EW殷计60分钟的电子秒表；
3. 完成实验报告，附上电路图及仿真结果；
4. 总结数字电路设计的一般方法，掌握常见的数字电路设计的软件。
三、实验原理
本实验采用4枚74LS161计数器及少量的门电路组成。
当原有计数器从全0状态开始计数并接收了n个脉冲后，电路进入SN状态；如果将SN状态译码产生一个置零信号加入到计数器的置零输入端，则计数器立刻返回S0状态，因此可以得到相应进制
的计数器。
由丁电路一旦进入SN状态后立刻乂被置成S0状态，所以SN状态只在极短的时间
出现，在稳定的状态循环中不包括SN状态。
本实验采用的4枚74LS161计数器中其中两枚采用十进制计数，另外两枚采用六进制计数用丁实现60分钟秒表的设计。
五、实验过程及原始记录（含电路图）
本实验采用4枚74LS161计数器进行实验设计，用丁构成秒表；设计过程中其中两枚需设计成十进制计数器；另外两枚需设计成6进制计数器。
六进制计数器：当Q3Q2Q1Q0=0110时，置零输入端输入置零信号使计数器活零；当Q3Q2Q1Q0=0101时，产生一个进位信号输入下一级计数器的EP、ET工作状态控制端。
十进制计数器：当Q3Q2Q1Q0=1010时，置零输入端输入置零信号使计数器活零；当Q3Q2Q1Q0=1001时，产生一个进位信号输入下一级计数器的EP、ET工作状态控制端。
其电路图实现如下：
六、实验结果及分析
运行程序，实验结果正确。
能用丁实现秒表的相关功能，能用丁测量时间，进行分和秒的测定;
能实现分和秒的显示，如下图所示：
七、实验体会
通过本实验的设计，让我对计数器更加了解了，掌握了其原理及其使用方法，提高了自己的实验设计能力；由丁第一次使用该软件，对软件不够了解，使用起来较困难, 以后应加强对该软件的使用练习。