电子秒表设计实验报告
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。
电子秒表课程设计报告
电子秒表课程设计报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电子秒表课程设计报告目录一、设计要求 (2)二、设计的目的与作用 (2)三、设计的具体体现 (2)1. 电子秒表的基本组成 (3)2.电子秒表的工作原理 (3)3.电子秒表的原理图 (4)4. 单元电路设计 (4)5.设计仿真与PCB制版 (12)四、心得体会 (17)五、附录 (18)六、参考文献 (20)一、设计要求1.以0.1秒为最小单位进行显示。
2.秒表可显示0.1～60秒的量程。
3.该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能。
二、设计的目的与作用1.培养我们运用有关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高专业基本技能、创新能力。
通过课程设计，学习到设计写作方法，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计和研究成果。
2. 熟悉555方波振荡器的应用。
3.熟悉计数器的级联及计数、译码、显示电路的整体配合。
4.建立分频的基本概念。
三、设计的具体体现1.电子秒表的基本组成电子秒表电路的基本组成框图如图所示，它主要由基本RS触发器、多谐振荡器、计数器和数码显示器4个部分组成。
电子秒表电路的基本组成（方框图）如下：图（1）电子秒表基本组成方框图2.电子秒表的工作原理 由555定时器构成多谐振荡器，用来产生50Hz 的矩形波。
第Ⅰ块计数器作5分频使用，将555输来的50Hz 的脉冲变为0.1秒的计数脉冲，在输出端Qd 取得，作为第2块计数器的始终输入，第2、第3块计数器QA 与CP2相连，都已接成8421码十进制计数电路 ，第4块接成六进制形式，其输出端与译码显示器的相应输入端连接，可显示0.1-0.9s,1-9s,10-60s.3.电子秒表的原理图基本RS 多谐单稳态计译码图（2）原理图4.单元电路设计（1）由NE555P组成的多谐振荡器(多谐振荡器)ne555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。
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。
电子秒表设计报告书
单片机课程设计报告论文题目：班级：学号：姓名：指导教师：内容摘要本文设计所实现的电子秒表是电子设计技术中最基本的设计实验之一。
比较简单通过设计实现电子秒表的计时及显示功能（计时60s，循环且LED灯流水跳动显示），使其更进一步了解单片机的定时、中断等功能模块的应用，并熟悉学习单片机的Protues仿真软件及Keil C编程软件的运用及方法。
本设计报告包括内容摘要、目录、PROTEUS简介、 Keil C简介、原件与介绍、电路及程序设计、功能描述及仿真运行、实物运行图、结束语等部分。
关键字：AT89S51，CD4511，电子秒表目录1. PROTEUS简介 (3)2. Keil C简介 (4)3. 原件及介绍 (5)3.1 原件清单 (5)3.2 主要原件介绍 (5)3.2.1 AT89S51 (5)3.2.2 CD4511 (6)4. 电路及程序设计 (8)4.1 电路原理图设计 (8)4.2 电路运行程序设计 (8)4.2.1 Keil操作 (8)4.2.2 程序源 (9)5. 功能描述及仿真运行 (11)5.1 电路实现功能 (11)5.2 仿真运行截图 (12)5.2.1电路程序载入 (12)5.2.1 电路仿真运行 (12)6. 实物运行图 (14)7. 结束语 (15)8. 参考文献 (15)1 PROTEUS简介Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
电子秒表实验报告
.目录1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2秒表的发展趋势 (2)1.3本课题研究容 (3)2研究方案与预期成果 (3)2.1研究方案 (3)2.2预期成果 (3)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 (6)4.1系统硬件设计框图 (6)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。
4.6系统电路图.................................... 错误!未定义书签。
5系统仿真与调试..................................... 错误!未定义书签。
5.1软件平台 ..................................... 错误!未定义书签。
5.2系统仿真 ..................................... 错误!未定义书签。
5.3系统软件调试.................................. 错误!未定义书签。
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。
数字电路-电子秒表实验报告
实验二电子秒表一、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、掌握电子秒表的调试方法。
二、实验原理图2－1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。
数字电子技术基础课程设计（一）——电子钟数字电子技术基础课程设计电子秒表一．设计目的：1、了解计时器主体电路的组成及工作原理;2、熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;3、学习数字电路中基本RS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。
二．设计任务及说明：电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路芯片。
它集成了计数器、、振荡器、译码器和驱动等电路，能够对秒以下时间单位进行精确记时，具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。
设计一个可以满足以下要求的简易秒表1.秒表由5位七段LED显示器显示，其中一位显示“min”,四位显示“s”，其中显示分辩率为s，计时范围是0—9分59秒99毫秒；2.具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；3.控制开关为两个：启动（继续）/暂停记时开关和复位开关三．总体方案及原理:电子秒表要求能够对时间进行精确记时并显示出来,因此要有时钟发生器,记数及译码显示,控制等模块,系统框图如下:时钟发生器记数器译码器显示器控制器图1.系统框图其中：(1)时钟发生器：利用石英震荡555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生100HZ的脉冲;(2)记数器：对时钟信号进行记数并进位,毫秒和秒之间10进制,秒和分之间60进制;(3)译码器：对脉冲记数进行译码输出到显示单元中；(4)显示器：采用5片LED显示器把各位的数值显示出来，是秒表最终的输出，有分、秒、和毫秒位；(5)控制器：控制电路是对秒表的工作状态（记时开始/暂停/继续/复位等）进行控制的单元，可由触发器和开关组成。
四．单元电路设计，参数计算和器件选择：1.时钟发生单元时钟发生器可以采用石英晶体震荡产生100HZ时钟信号，也可以用555定时器构成的多谐振荡器，555定时器是一种性能较好的时钟源，切构造简单，采用555定时器构成的多谐振荡器做为电子秒表的输入脉冲源。
电子秒表设计报告
单片机原理及接口技术设计报告题目：电子秒表院系：专业：组长：xxx 学号：xxx组员1 ：xxx 学号：xxx组员2 ：xxx 学号：xxx组员3 ：xxx 学号：xxx组员4 ：xxx 学号：xxx指导教师：xxx2012年xx 月 xx 日电子秒表 设计报告一、选题目的和意义：在现代通信系统中，电子秒表设计电路是最重要最基本的电路。
对于精确计数来说，虽然可以采用普通机械秒表，但远不如电子秒表精确度高。
所以在许多测量中电子秒表正逐渐取代普通机械秒表。
电子秒表工作过程就是从零开始，精确计数的过程。
实现计数的方法很多，而目前由于各种计数器的发展和更新，电子秒表得到广泛的应用。
数字电子秒表具有显示直观、读取方便、精度高等优点，在计时中广泛使用。
本设计用单片机组成数字电子秒表，力求结构简单、精度高为目标。
本系统采用C52系列单片机为中心器件，利用其定时器/计数器定时和记数的原理，结合硬件电路如电源电路，晶振电路，复位电路，显示电路，以及一些按键电路等来设计计时器，将软、硬件有机地结合起来。
其中软件系统采用汇编语言编写程序，硬件系统利用PROTEUS 强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。
硬件电路图按照图1.1进行设计：学生姓名任务分工 学生姓名 任务分工 xxxxxx xxxxxx xxxSTC89C52单片机控制器复位电路 开关电路LCD 显示图1.1 数字秒表硬件电路基本原理图二、主要研究内容：本设计利用STC89C52单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，使其能精确计时。
利用中断系统使其能实现开始暂停的功能。
根据要求知道秒表设计主要实现的功能是计时和显示。
因此设置了两个按键和LCD显示时间，两个按键分别是开始、停止和复位按键。
利用这两个建来实现秒表的全部功能，而LCD则能显示最多4.59.99秒的计时。
电路原理图设计最基本的要求是正确性，其次是布局合理，最后在正确性和布局合理的前提下力求美观。
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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。
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R0(1) 、R0(2) 对计数器清零，借助S9(1) 、S9(2) 将计数器置9 。
其具体功能详述如下：
(1) 计数脉冲从CP1输入，Q A作为输出端，为二进制计数器。
(2) 计数脉冲从CP2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CP2和Q A相连，计数脉冲由CP1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CP1与Q D相连，计数脉冲由CP2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R0 (1) 、R0 (2) 均为“1 ”；S9 (1) 、S9 (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S9 (1) 、S9 (2) 均为“1 ”；R0 (1) 、R0 (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K2（接地），记下Q 和的值，按动按钮开关K1 , 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) 、S9(1) 、S9(2) 接逻辑开关输出插口，CP2接单次脉冲源,CP1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K2，此时电子秒表不工作，再按一下按钮开关K1，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K2，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。