电子秒表计时电路的设计
电子秒表电路实验报告

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。
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。
简易数字秒表的电路设计 概述及解释说明

简易数字秒表的电路设计概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要介绍了一种简易数字秒表的电路设计。
秒表是一种用于计算时间间隔的常见工具,广泛应用于日常生活和各行各业中。
传统的机械秒表用起来不够便捷,因此我们将使用电路设计来实现一个数字秒表,使其更加方便使用。
1.2 文章结构本文分为四个主要部分进行阐述。
首先,在“引言”部分中我们将对文章进行概述和介绍。
接下来,在“简易数字秒表的电路设计”部分中,我们将详细介绍设计原理、电路元件选择与说明以及电路连接与布局等内容。
然后,在“解释说明”部分中,我们将解释秒表功能的实现方法,并探讨其功能扩展可能性,并指出在电路设计过程中需要注意的问题。
最后,在“结论”部分中,我们对本次设计成果进行总结,并就可能存在的改进空间进行分析和未来应用进行展望和思考。
1.3 目的本文旨在通过详细描述并解释简易数字秒表的电路设计,提供一个清晰易懂、全面深入的指南,帮助读者了解该设计思路及其实现方法。
同时,通过对功能扩展可能性的探讨和对电路设计过程中需要注意的问题的分析,可以引导读者在实际应用和改进中做出更好的决策。
最后,通过总结和展望,为未来的研究和发展提供参考思路。
2. 简易数字秒表的电路设计2.1 设计原理:简易数字秒表的电路设计基于计时器和显示器组成。
其主要原理是利用计时器模块产生一个稳定的时间基准,然后将该时间以数字形式显示在显示器上。
2.2 电路元件选择与说明:在设计简易数字秒表的电路时,我们需要选取合适的电子元件来实现功能。
以下是一些常见的元件选择:- 计时器芯片:可选择集成型计时器芯片,如NE555等,它们具有稳定的时钟信号输出。
- 显示屏:一般选用7段LED数码管,由于它们能够直观地显示数字。
- 驱动芯片:如果使用多个7段LED数码管进行显示,则必须选择合适的驱动芯片,如74HC595等。
这些元件经过合理的选择和配套可以实现精确、稳定地测量和显示时间。
2.3 电路连接与布局:简易数字秒表电路连接和布局对功能稳定性有重要影响。
电子秒表设计VHDL

一、设计题目:基于VHDL语言的电子秒表设计(可调时,有闹钟、定时功能)二、设计目的:⑴掌握较复杂的逻辑设计和调试⑵学习用原理图+VHDL语言设计逻辑电路⑶学习数字电路模块层次设计⑷掌握QuartusII软件及Modelsim软件的使用方法三、设计内容:(一)设计要求1、具有以二十四小时计时、显示、整点报时、时间设置和闹钟的功能。
2、设计精度要求为1S。
(二).系统功能描述1 . 系统输入:系统状态及校时、定时转换的控制信号为k、set、ds;时钟信号clk,采用实验箱的50MHz;系统复位信号为reset。
输入信号均由按键产生。
系统输出:8位LED七段数码管显示输出,蜂鸣器声音信号输出。
多功能数字钟系统功能的具体描述如下:2. 计时:set=1,ds=1工作状态下,每日按24h计时制计时并显示,蜂鸣器无声,逢整点报时。
3. 校时:在set=0,ds=0状态下,按下“k键”,进入“小时”校准状态,之后按下“k键”则进入“分”校准状态,继续按下“k键”则进入“秒校准”状态,之后如此循环。
1)“小时”校准状态:在“小时”校准状态下,显示“小时”数码管以1Hz的频率递增计数。
2)“分”校准状态:在“分”校准状态下,显示“分”的数码管以1Hz的频率递增计数。
3)“秒”复零状态:在“秒复零”状态下,显示“分”的数码管以1Hz的频率递增计数。
4. 整点报时:蜂鸣器在“59”分钟的第50—59,以1秒为间隔分别发出1000Hz,500Hz的声音。
5. 显示:采用扫描显示方式驱动8个LED数码管显示小时、分、秒。
闹钟:闹钟定时时间到,蜂鸣器发出交替周期为1s的1000Hz、500Hz的声音,持续时间为一分钟;6. 闹钟定时设置:在set=0,ds=1状态下,按下“k”,进入闹钟的“时”设置状态,之后按下“k键”进入闹钟的“分”设置状态,继续按下“k 键”则进入“秒”设置状态, 之后如此循环。
1)闹钟“小时”设置状态:在闹钟“小时”设置状态下,显示“小时”的数码管以1Hz 的频率递增计数。
电子秒表电路的设计.

数字电路实验实验名称:电子秒表电路的设计院系:自动化学院班级:电气1134班姓名:卢应虎指导老师:居勇峰学号:1131201416时间:2015.7.21电子秒表简介电子秒表是一种较先进的电子计时器,目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准,采用6位液晶数字显示时间。
电子秒表的使用功能比机械秒表要多,它不仅能显示分、秒,还能显示时、日、月及星期,并且有1/l00s的功能。
本实验设计的电子秒表电路的基本组成框图如图1-1所示,它主要由基本RS触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、计数器和译码显示器5个部分组成。
图1-1 电子秒表电路的基本组成框图2单元电路设计及相关元器件的功能简介2.1基本RS触发器本实验设计电路所选用的基本RS触发器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。
其功能表如表2-1所示。
表2-1 基本RS触发器如图2-1所示,它的一路输出Q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。
切换按钮开关K1(接地),则门1输出Q =1;门2输出Q=0,K1复位后Q、Q状态保持不变。
再切换按钮开关K2,则Q由0变为1,门5开启,为计数器启动作好准备;Q由1变为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.图2-1 基本RS触发器2.2单稳态触发器本实验设计电路所选用的单稳态触发器为用集成与非门构成的微分型单稳态触发器,如图2-2所示。
图2-2 单稳态触发器单稳态触发器的输入触发负脉冲信号v i由基本RS触发器Q端提供,输出负脉冲v O通过非门加到计数器的清除端R。
静态时,门4应处于截止状态,故电阻R必须小于门的关门电阻R Off 。
定时元件RC取值不同,输出脉冲宽度也不同。
当触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度时,可以省去输入微分电路的R P和C P。
单稳态触发器在电子秒表中的职能是为计数器提供清零信号。
电子秒表设计方案

电子秒表设计方案概述本文档旨在介绍一种电子秒表的设计方案。
电子秒表是一种用于测量时间间隔的仪器,通常用于跑步比赛、计时比赛或其他需要时间测量的场合。
本设计方案将介绍电子秒表的硬件设计、软件设计以及功能特点。
硬件设计电子元件电子秒表的硬件设计需要以下电子元件:1.微控制器:选择一种适合的微控制器作为核心处理器,例如STM32系列或Arduino系列。
2.显示屏:选用适宜的显示屏以显示计时结果,液晶显示屏或LED数码管都是常见的选择。
3.电池:选择适宜的电池作为电子秒表的电源,充电电池是常用的选择。
4.按钮:选择适宜的按钮用于计时开始、停止和复位等操作。
电路设计基于以上电子元件,可以设计出以下电路:1.连接微控制器和显示屏:使用适宜的接口将微控制器与显示屏相连,以实现计时结果的显示。
2.连接微控制器和按钮:将按钮连接到微控制器的输入引脚,以实现计时开始、停止和复位等功能。
3.连接微控制器和电池:将电池连接到微控制器的电源引脚,为电子秒表提供电力。
软件设计电子秒表的软件设计包括以下几个方面:1.计时功能:通过微控制器的定时器模块实现计时功能,每个定时周期递增计时器的值。
2.按钮功能:通过检测按钮的状态变化,实现计时开始、停止和复位等功能。
3.显示功能:根据计时器的值,将结果显示在显示屏上,可以显示小时、分钟、秒或者毫秒级的时间。
4.能耗优化:通过合理设计代码以及使用低功耗模式,优化电子秒表的能耗。
功能特点基于以上设计方案,本电子秒表具备以下功能特点:1.精确计时:采用微控制器的定时器模块进行计时,可以实现精确的时间测量。
2.便捷操作:通过按钮实现计时开始、停止和复位等功能,用户可以方便地操作电子秒表。
3.显示清晰:选择适宜的显示屏,可以清晰地显示计时结果,便于用户读取。
4.低能耗:通过软件设计和低功耗模式的应用,优化电子秒表的能耗,延长使用时间。
5.稳定可靠:选择质量可靠的电子元件以及合理的电路设计,保证电子秒表的稳定性和可靠性。
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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电子秒表的设计摘要:目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机,自动控制,电子测量仪表,电视,雷达,通信等各个领域。
例如在现代测量技术中,数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高,功能强,而且容易实现测量的自动化和智能化。
随着集成技术的发展,尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展,数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门,并将产生越来越深刻的影响。
随着现代社会的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有了这个非常好的机会,通过这种综合性训练,我们的动手能力、实际操作能力、综合知识应用能力得到了更好的提升。
本次毕业设计的题目是电子秒表.电子秒表是用于测量较短且较精确的时间,它在体育运动项目上有着广泛的应用.本次设计中应用了多种数字电路中的单元电路,如基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及计数器,译码显示器等.我相信通过本次实验,将进一步加深对各数字单元电路的理解,同时也对基础电子设计有一定的了解,为今后的学习和工作打下一定的基础。
关键词:电子秒表;基本RS触发器;单稳态触发器;时钟发生器;计数器;译码显示器The Design of Digital StopwatchAbstract: Current digital electronics technology has been widely used in computers, automatic control, electronic measuring instruments, TV, radar, communications and other fields. For example, in the modern measurement technology, digital measuring instrument is not only accurate than analog gauges, powerful, and easy measurement of automation and intelligence. With the integration of technology, particularly in large-scale and ultra large scale integrated circuit development, application of digital electronic technology will be more widely infiltrated into all sectors of the national economy, and will have more profound impact. With modern society, the rapid development of electronic technology, requires us to integrate theory with practice, digital circuit design the project so that we have this great opportunity, through this comprehensive training, our ability, practical skills, ability of comprehensive knowledge applications get better promotion.The course design is the subject of electronic stopwatch. Stopwatch is a shorter and more accurate for measuring time, it projects in sports has been widely used. The design of the application of a variety of digital circuit elements in the circuit, such as basic RS flip-flop, one-shot, the clock generator and counter, decoder display. I believe that through this experiment, will further deepen the understanding of the digital cell circuits, but also on the basis of a certain electronic design understanding for future study and work to lay a certain foundation.Keywords: electronic stopwatch, the basic RS flip-flop, one-shot, the clock generator, counters, decoding display目录1 电子秒表介绍.................................... 错误!未定义书签。
2 电子秒表功能要求及元器件介绍 (3)2.1电子秒表基本功能 (3)2.2 元器件介绍.................................. 错误!未定义书签。
2.2.1 74LS00与非门.......................... 错误!未定义书签。
2.2.2 基本RS触发器.......................... 错误!未定义书签。
2.2.3 555定时器............................. 错误!未定义书签。
2.2.4 555多谐振荡器......................... 错误!未定义书签。
2.2.5 74LS90计数器.......................... 错误!未定义书签。
2.2.6 单稳态触发器 (10)3 电路设计........................................ 错误!未定义书签。
3.1电路设计方案................................. 错误!未定义书签。
3.1.1 工作原理............................... 错误!未定义书签。
3.1.2计数器工作波形图....................... 错误!未定义书签。
3.2 核心电路设计................................ 错误!未定义书签。
3.2.1 计数器设计............................. 错误!未定义书签。
3.2.2 主控电路设计........................... 错误!未定义书签。
4 PCB板的制作 .................................... 错误!未定义书签。
4.1 PCB板设计的设计原则[7]....................... 错误!未定义书签。
4.1.1 布局.................................. 错误!未定义书签。
4.1.2 布线.................................. 错误!未定义书签。
4.1.3 焊盘.................................. 错误!未定义书签。
4.2 PCB板电路抗干扰措施......................... 错误!未定义书签。
4.2.1 电源线设计............................ 错误!未定义书签。
4.2.2 地线设计.............................. 错误!未定义书签。
4.3 制板...................................... 错误!未定义书签。
4.4 焊接的基本常知识........................... 错误!未定义书签。
4.5 元器件的安装................................ 错误!未定义书签。
5 系统测试...................................... 错误!未定义书签。
5.1 基本RS触发器的调试......................... 错误!未定义书签。
5.2 555多谐振荡器的调试......................... 错误!未定义书签。
5.3 计数器的调试................................ 错误!未定义书签。
5.4 译码器的调试 (20)5.5 电子秒表的整体调试.......................... 错误!未定义书签。
5.6系统的功能................................... 错误!未定义书签。
5.7.1 设计小结............................... 错误!未定义书签。
5.7.2 设计收获及体会......................... 错误!未定义书签。
5.7.3 改善设计的建议......................... 错误!未定义书签。
参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
致谢.............................................. 错误!未定义书签。
附录1电子秒表装配图.............................. 错误!未定义书签。
附录2电子秒表PCB版图............................ 错误!未定义书签。
附录3电子秒表实验原理图.......................... 错误!未定义书签。
附录4电子秒表电路板实图.......................... 错误!未定义书签。
1 电子秒表介绍电子秒表是一种较先进的电子计时器,目前国产的电子秒表一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准,采用6位液晶数字显示时间。
电子秒表的使用功能比机械秒表要多,它不仅能显示分、秒,还能显示时、日、月及星期,并且有1/l00s 的功能。
一般的电子秒表连续累计时间为59min 59.99s,可读到1/l00s,平均日差±0.5s。