数字秒表设计总结报告
数字秒表课程设计总结报告
一、课题名称
数字秒表设计
二、内容摘要
本实验要求设计一个计数范围在0.0—9.9秒的数字秒表。电路设计基本包括0.1秒脉冲发生器，信号控制端，整形电路，计数电路，译码电路和显示器这几部分构成。0.1秒脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡电路实现，由3端口接入计数器的时钟端。信号控制端由RS触发器实现，能够对整个电路进行清零、计数、停止和复位的作用。整形电路有单稳态触发器构成，对RS触发端输出的信号进行整形，但不改变其逻辑符号。本实验的技术器由两个十进制BCD码74LS160级联而成。在计数器的四个输出端分别接译码器的四个置数端，译码器由74LS48实现。这个电路设有两个开关K1，K2，通过K1，K2的置0和置1来实现对电路的清零、计数、暂停、复位的控制。这样，一个简易的数字秒表便设计完成了。
三、课题任务，指标，功能要求
课题任务：用中小规模集成电路设计一个数字秒表。
指标：计数范围在0.0—9.9秒之间。
功能要求：有清零、计数、停止和复位的功能。
四、单元框图
五、单元电路设计，参数计算，元器件选择
1、0.1秒脉冲发生器：
参数计算：T=0.7(Ra+2Rb)C
注明：6脚为THR，触发器输入端，低电平有效。
2脚为TRI，阀值输入端，高电平有效。4脚为RST，总复位端，低电平有效。7脚为DIS，放电端。5脚为CON，控制端。1脚接地，8脚接电源。
3脚为输出端。TD为内部三极管。
其管脚图如下所示：
2、信号控制端，RS触发器，实现对这个电路的清零、计数、停止、复位功能。
注：RS触发器可由导线与74LS00二输入与非门构成
Rd非和Sd非都为1时，基本RS触发器实现信号保持功能，即Q n+1=Q n，Q n+1非=Q n非；当Rd非=0时，基本RS触发器直接置零；当Sd非=0时，基本RS触发器置1.
3、计数器用74LS160实现：
注：当Rd非=0时，计数器清零；当Rd非=1，LD非=0时，计数器预置数；当前两者都为1，EP或ET为0时，计数器有保持功能；当四者全为1时，计数器进行计数功能。
其管脚图如下：
4、显示译码功能：
74LS48的管脚图如下所示：
5、74LS00二输入与非门集成电路，RS触发器就由它和导线搭接而成。其逻辑功能是有0出1，无0出0。其逻辑表达式：Ｙ＝，真值表如下：
6、整形电路：
参数计算：t w =RCln2=0.67×3300pf×470=1μS
六、完整电路图，电路工作原理。
完整电路图：
电路工作原理：
1、0.1秒脉冲发生器
此实验的脉冲发生器由555定时器构成的多谐振荡器实现。f=1/T，T=0.1s，所以f=10Hz。以此估算RA，RB和C得值。T=0.7(Ra+2Rb)C，估算结果的到：C=1uf，RA+2RB=150K，是以确定RB=51K，然后调节RA，再由示波器确定其值使频率精确到10Hz。
2、基本RS触发器
基本RS触发器由74LS00二输入与非门构成，是低电平直接触发的触发器。控制K1，K2的高低电平对电路实现清零、计数、停止、复位功能。当K1=1，K2=0，则Rd非端输入逻辑电平0，对计数器清零。当K1=0,K2=1时，Q非为1，Q为0，则LD非=1，Rd非=1，EP=ET=1，计数器进入技术状态。当K1=1，K2=1时，RS触发器是保持功能。故Q非仍为1，Q为0，则LD非=1，Rd非=1，但是EP=ET=0，所以计数器停止计数。而当K1,K2恢复为1，0时，计数器又清零复位。
3、单稳态触发器
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号Vi由基本RS触发器Q非提供，输出负脉冲V0 直接接到计数器的直接置零端Rd非端。
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和对Q非端输出的信号进行整形。
4、计数和译码显示
对于二一十进制，计数到9，再来一个时钟脉冲，计数器返回初态，同时计数器应发生进位。此实验用的是两片74LS160级联而成。在图中，第一片的EP和ET接到开关控制的两端，C接第二片的EP和ET端。其他端头所连接的逻辑电平在图中已标明。计数器在时钟的作用下从0000开始计数，此时第一片的计数器的C=0，第二片计数器禁止计数。当第一片计数器计数到9时，C=1，则第二片计数器具备计数条件，等到下一个时钟来到时，第一片计数器返回到0000状态，同时第二片计数器计一个数，即进入0001状态。第一片计数器返回0000后，C=0，第二片计数器退出计数状态。如此过程不断进行，直到计数状态到9.9为止。图中C起到进位时能的作用。
计数器的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；1～9.9秒计时。
七、组装调试
1、使用的主要仪器和仪器：
示波器，数字万用表，数字电路和模拟数字电路的两个实验箱，导线若干。
2、安装、调试电路的方法和技巧
①理解电路原理图，弄清各部分电路的功能与作用。弄清所有集成电路的功能和其管脚排列，并在电路原理图标出管脚号。
②接线时应先接好各集成电路的电源线Vcc及接地线GND。
③分块组装电路，两个实验箱的接地部分要用导线连接起来。
④调试电路时，先别将各分块电路连接起来，先单个对它们进行功能检验，检查是否正常。最初应调试555多谐振荡器，使之产生10Hz的脉冲信号。
⑤全部接线要正确、清晰、整齐、便于检查。
⑥通电前必须认真检查电路联接是否正确。
3、测试的数据和波形，并与理论计算结果分析比较
①用示波器调试555多谐振荡器的频率，改变电位器RA的阻值，至示波器中显示f=10Hz
为止，此时用万用表测得RA=44.4K，f=10.008Hz.。
原理论值：RA=48K，f=10Hz
②用示波器测试555多谐振荡器输出端口3的波形，波形如下图所示：
1段，2段的长度的比值约为2：3.5
③用示波器测试单稳态触发器中A、B、C、D、E这五个点的波形，其波形如下图：
四、调试中出现的故障、原因及排除方法
①首先测试的是555多谐振荡器的输出波形，结果发现示波器上无显示。原因是两个实验箱的接地线没有连接，无法形成一个整的回路。排除方法：用导线将两个实验箱的接地端口GND串联。
②开始的电路连线，我们并未将开关两侧的与非门接到计数器Ⅰ的EP和ET端，结果发现电路无法实现暂停功能，所以可以确定单稳态触发器的暂缓功能无法实现计数器的停止计数功能。排除方法：按实验原理图将此与非门接上。
③按照实验原理图连线后，打开电源，进行功能测试，结果发现电路能够进行清零、计数、停止和复位的功能，但出现新的问题就是计数器在计数时，数字不按正常的顺序跳动，而是无序跳动。于是我们用控制变量法对电路一一进行检测，希望查出问题所在。
首先，电路的控制功能正常，说明基本RS触发器的这部分电路没问题；而后我们将脉冲发生器、基本RS出发器与计数显示译码部分断开，对计数显示译码部分单独进行检验。计数器的EP=ET=1，Rd非和LD非都接逻辑电平1，然后时钟端接标准脉冲发生器，结果显示计数正常。这说明，计数显示译码部分的电路也是正常的，而换了个脉冲源问题便解决了，那么问题就可以锁定在了脉冲发生器上，即555多谐振荡器。
原因：555作为脉冲发生器，输出信号不稳定，而且此次实验是由两个实验箱组合而成，输出电压便更不稳定了。
排除故障方法：在不改变输出频率的条件下，稳定555多谐振荡器。
八、设计成果评价
①方案的优缺点
这次设计实验我们最终成功得到实验结果，我们所设计的电路图的确是可行的。从电路原理图中可看出我们的电路图较为简单，所用元器件都是《数字电子技术基础》这门课上所学的，所谓学以致用，说的就是如此了。这个电路最为简单方便的一点便是单就通过一个与非门就实现了计数器的停止计数功能。而且所用芯片都是最基本的，成本较低。但是这个方案也存在着缺点，例如设计了两个开关，这使得实际操作上有那么点儿麻烦。而且555多谐振荡器作为脉冲发生器，输出信号不怎么稳定，会使得计数产生误差，并非一个精确的秒表。
②误差分析
频率误差率η=（f—f0 ）/f×100%=(10.008—10)/10.008×100%=0.08%，在误差范围内。
③使用价值
粗略地能够作为一个计数范围在0.0—9.9秒之间的计数器。
④改进意见和展望
0.1秒脉冲发射器若是改成石英晶体振荡器或是更为稳定精确的脉冲发生器，那么计数精确度将会提高。若是在级联一个74LS160，那么就能实现0.00—9.99秒的计数，或是00.0—99.9秒之间的计数，提高了其实用性。
九、系统需要的元器件
74LS00集成与非门两片，555定时器一片，74LS160两片，74LS48两片，导线、电阻、电容若干，数字万用表，THD-4数字电路实验箱，示波器
十、收获、体会
此次课程设计让我收获颇多。当然最直接的收获便是实验成功，使得我那么多天的努力没有白费。在为期一周的实验过程中，为了设计出合理的电路方案，我查阅了庞大的数据资料，无论是图书馆，还是网上，接触了大量的数字电子技术和模拟电子技术的知识，这大大巩固了我的已有知识，增加了我的未知知识。在设计方案的过程中，我从一筹莫展到初现端倪，停滞不前再到最后的灵光乍现，其心情若非亲身体验是无法理解的。这次课程设计很明显的锻炼了我发现问题，解决问题的能力，也考验了我的耐心和毅力，若是知难而推，那么我想我的实验根本不可能成功。就譬如我们在设计电路的时候就在计数器停止计数这个功能无法实现这个问题上伤透了脑筋，苦思冥想了一个下午未果。但是后来和同学仪器讨论研究后，豁然开朗，真真是柳暗花明又一村那。尤其是当实际连线时能够成功，那还真有踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫的感受！在实际连接电路时，我们并未很快就成功。问题多多，
有仪器的问题，有电路设计的问题，也有系统产生的不可避免的等等问题。这很大的考验了我们分析问题的能力，还有便是耐心。现在回想，当时我们用的控制变量法，将电路一点儿一点儿的拆开，一一做检测，确定无误后，又一点点地接回电路中去，将问题一个个排除，确然是需要很大的耐心和细心呀。但是当实验成功后，成就感便会油然而生。还有啊，这个课程设计是组队进行的，要求我们有合作的精神。诚然，一个人确实能够将电路设计出来，但是和同伴一起讨论，一起研究，一起解决问题的过程，绝对比单独一个人捣弄收获的知识更多。众人拾柴火焰高，集思广益，才能得到更好的方案。
十一、参考文献
1、清华大学电子学教研组编，《数字电子技术基础》，第四版，阎石主编，高教出版社，1997
年。
2、《数字逻辑应用与设计》（Digital Logic Applicatins and Design）。主编：（美）John
M.Yarbrough. 翻译：李书浩等，机械工业出版社，2000年4月。
3、科学出版社，《OHM电子电气入门丛书—图解数字电路》，（日）内山明治，堀江俊明著，
1997年
4、华中工学电子学教研室编，《电子技术基础》数字部分（第三版），康华光主编，北京高
教出版社，1988年。
5、《数字电子技术基础》，胡晓光主编，崔建宗、王建华副主编。北京航空航天大学出版
社，2007年
数字电子秒表课程设计
西安航空职业技术学院 电子技术实践课程设计报告 课设题目：数字电子秒表 所属系部：电子工程系 指导老师： 作者： 专业：电子信息工程技术 西安航空职业技术学院制 西安航空职业技术学院 课程设计任务书 题目：数字电子秒表 任务与要求： 1、设计数字电子秒表原理图。 2、用6个数码管显示分、秒、毫秒。 3、计时误差不得超过1s;具有清零、启动计时、暂停计时及继续 计时等控制功能。 4、画出总体电路图。 5、安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。 焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、 虚焊的现象。 6、调试电路。 时间：2010年11月29 日至 2010年12 月10 日共2周
所属系部：电子工程系 指导单位或教研室：电子信息教研室 西安航空职业技术学院制 摘要： 采用现代数字电路设计方法和EDA技术，即自顶向下的设计方法，应用protues开发平台进行设计并仿真验证和硬件测试。从总体设计框图开始，将设计任务逐步分解，直到可以用标准的集成电路部件实现，然后将各部件联结成系统，通过protues集成开发平台进行设计的分析综合和时序仿真验证。最后，在分析时序仿真结果的基础上，对设计进行进一步的修改和完善，已达到对设计电路正确运行且学会运用protues电路设计与仿真的目的。 关键词： 555定时器；LED；暂停计时 Abstract： Adopt modern digital circuit design method and EDA technique, namely the top-down design methods, application protues development platform design and simulation validation and hardware test. From the beginning, overall design diagram design task decomposed step by step, until can use standard of integrated circuit components, and then will realize connecting components into system, through protues integrated development platform design of comprehensive analysis and time-series simulation prove. Finally, by analyzing the timing simulation results, on the basis of design for further revised and perfected, reached the correct operation of circuit design and learn to use protues circuit design and simulation of purpose. Key words: 555 timing, Leds, Suspended timing 目录 1 设计方案的选择 (1) 2 总体框架设计 (2) 3 分步电路设计 (3) 3.1控制电路的设计 (3) (3) (3) 3.2数码管显示电路 (4)
数电课设 数字秒表的设计仿真
##大学 ##学院 数字电子技术课程设计 课程名称：数字电子技术基础 题目名称：数字电子秒表设计 学生系别：信息工程系 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： ..年..月..日
目录 一、设计要求 (3) 二、题目分析 (3) 三、总体方案 (3) 四、具体实现 (4) 1、总体方框图 (4) 2、原理图 (4) 如下图所示： (4) 五、各部分定性说明及定量计算 (5) 1、脉冲发生器（由555构成的多谐振荡器） (5) 2、计数器（74LS90） (7) 3、七段发光二极管（LED）数码管 (8) 4、BCD码七段译码驱动器——CC4511 (9) 六、实验仿真 (11) 七、元器件清单 (11) 八、设计心得体会 (12) 九、参考文献 (12)
数字秒表的设计与仿真 一、设计要求 设计并仿真一个数显电子秒表，要求： （1）能直接显示“分”、“秒”的电子秒表； （2）要求最大能显示9ˊ59〞； （3）能通过按键启动计时，并能通过按键停止计时，并保留显示计时时间； （4）能通过按键复位。 主要器件： 74LS00、555、74LS90、CC4511 二、题目分析 数字秒表是是一种常用的秒计时装置，它能实现手控记秒、停摆、清零功能，它的设计原理就是利用数字逻辑中的知识。 通过对该数字秒表的设计要求的分析，设计的此数字秒表主要由分频器、译码器、十进制计数器、六十进制计数器、控制电路组成。在整体秒表中最关键的如何获得一个精确的100HZ计时脉冲。除此之外，数字秒表还需要有清零控制端以及启动控制端，保持，以便数字时钟能随意、停止及启动。分频器用来产生100HZ计时脉冲；十进制计数器：对分进行计数；六十进制计数器是用来对秒进行计时，显示译码器是完成对7段数码管显示的控制。 按计数要求，须用数码管来做显示器，题目要求最大能显示9ˊ59〞，需要三个数码管，超过最大显示的数字要重新从0开始计数。 复位开关用来使计时器清零，并做好清零准备，复位开关可以在任意情况下使用，即使在计数过程中，只要按一下复位开关，计时进程终止，并对计时器清零。 三、总体方案 数字秒表，必须有一个数字显示。按设计要求，须用数码管来做显示器，题目要求最大能显示9ˊ59〞，则需要三个数码管。计数分辨率为1s，需要相应的信号发生器，选择信号发生器有两种方案： Ⅰ用晶体振荡器； Ⅱ用集成电路555计时器与电阻电容组成的多谐振荡器。 两者都可以产生振荡频率，我们选用方案Ⅱ，因为其核心部分是使用三个74LS90计数器采用串联方式构成，并且这种连接方式简单，使用元器件数量少。
数字电子秒表课程设计报告
重庆机电职业技术学院课程设计说明书 设计名称：单片机原理设计 题目：数字电子秒表 学生姓名： X X 专业：电气自动化 班级： 1 班 学号： XXXXXXXXXXXXXXX 指导教师： X X X 日期： 2010 年 6 月 16 日
重庆机电职业技术学院 课程设计任务书 电气自动化专业2008 年级 1 班XX 一、设计题目 数字电子秒表设计 二、主要内容 利用独立式按键AN1(P0.0)启动定时器T0计时，AN2（P0.1）停止用于停止定 时器T0计时，使用2个八段数码管输出记时值，秒钟的计时时间范围在0~99秒内。 三、具体要求 3.1、实验电路连线 ①本实验中要把跳线JP1（板子右上角，LED灯正上方）跳到DIG上，J23（在黄色继电器右上方）接到右端；把跳线J9（紧贴51插座右方，蜂鸣器下方，RST复位键上方）跳到右端；把跳线J6跳到AN端，AN1（P0.0）~ AN4（P0.4），（J6在51插座右下方，4×4键盘左上方）。 3.2、实验说明 ①本实验中要将记时结果送2个数码管中显示，这可通过调用编写的显示子程序来实现，实现过程是：先将记时值一位一位的拆开，分别送到显示缓冲区（片内数据存储30H~35H设定为显示缓冲区用于存放段码数据, 其中32H~35H里面均存放0的段码0DFH）中去，然后调用显示子程序。②与定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器／计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。本实验中用定时器T0产生1秒钟基本时间单位，本系统fosc=11.0592MHz，当定时器T0工作在方式1（16位）时，最大定时时间为：216* 0.9216μs= 60397.9776μs；再利用软件记数,当T0中断17次时，所用时间为60397.9776*17=1026765.6192μs≈1s因此在T0中断处理程序中，要判断中断次数是否到17次，若不到17次，则只使中断次数加1，然后返回，若到了17次，则使电 子秒表记时值加1（十进制），请参考硬件实验四有关内容。③使用独立式按键 AN1(P0.0)~ AN2(P0.1)时要注意采用软件消抖动的方法，一般采用软件延时（10ms）的方法，即通过P0.0和P0.1的输入值的变化控制秒表的启动和停止。 3.3
简易数字秒表课程设计
《电子设计自动化》 课程设计报告 学校： 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 二00九年12 月16 日
目录 1.课程名称 (2) 2.设计任务和要求 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2设计要求 (2) 3.方法选择与论证 (2) 3.1方案选择 (2) 3.2方案论证 (2) 4.方案的原理图 (3) 4.1方案原理图 (4) 4.2总体电路图，布线图以及说明 (5) 4.3单元电路设计及说明 (5) 5.电路调试 (8) 6.收获体会、存在问题和进一步的改进意见 (9)
简易数字秒表 1.课程名称：《简易数字秒表》 2.设计任务和要求 2.1设计任务： 数字式秒表实现简单的计时与显示，按下启动键开始清零计时，按下停止键，计时停止。具有“ 分”（00—59）“秒”( 00—59）数字显示，分辨率为1 秒。计时范围从 00分 00 秒到 59 分 59 秒。 2.2设计要求： 阅读相关科技文献，上网搜索相关资料，设计多种方案设计，予以论证，最终选择最佳方案。 1、将提供的1024hz的方波源转换成1hz 的方波源。 2、秒表的范围为0-59分59秒。 3、最后用数码管显示。 3. 方法选择与论证 3.1.方案选择 在设计之初，我们有两个方案，都实现了59分59秒的结果，不过经过小组成员的讨论，一致选定采用方案二，该方案是在Proteus软件环境下实现的秒表计时功能，就制作上较方案一还是很不错的。 3.2. 方案论证 我们主要采用74LS90芯片和555计时器，74LS90 是二 -- 五十进制计数器，根据进制转换，很好的实现了六进制的功能，参考了各相关书籍及网上的一些资料，我们做好了现在的电路图，经过仿真，我们达到了预期的结果。
数字秒表的设计与实现实验报告
电子科技大学《数字秒表课程设计》 姓名: xxx 学号： 学院： 指导老师：xx
摘要 EDA技术作为电子工程领域的一门新技术，极大的提高了电子系统设计的效率和可靠性。文中介绍了一种基于FPGA在ISE10.1软件下利用VHDL语言结合硬件电路来实现数字秒表的功能的设计方法。采用VHDL硬件描述语言，运用ModelSim等EDA仿真工具。该设计具有外围电路少、集成度高、可靠性强等优点。通过数码管驱动电路动态显示计时结果。给出部分模块的VHDL源程序和仿真结果,仿真结果表明该设计方案的正确,展示了VHDL语言的强大功能和优秀特性。 关键词：FPGA, VHDL, EDA, 数字秒表
目录 第一章引言 (4) 第二章设计背景 (5) 2.1 方案设计 (5) 2.2 系统总体框图 (5) 2.3 -FPGA实验板 (5) 2.4 系统功能要求 (6) 2.5 开发软件 (6) 2.5.1 ISE10.1简介 (6) 2.5.2 ModelSim简介 (6) 2.6 VHDL语言简介 (7) 第三章模块设计 (8) 3.1 分频器 (8) 3.2 计数器 (8) 3.3 数据锁存器 (9) 3.4 控制器 (9) 3.5 扫描控制电路 (10) 3.6 按键消抖电路 (11) 第四章总体设计 (12) 第五章结论 (13) 附录 (14)
第一章引言 数字集成电路作为当今信息时代的基石，不仅在信息处理、工业控制等生产领域得到普及应用，并且在人们的日常生活中也是随处可见，极大的改变了人们的生活方式。面对如此巨大的市场，要求数字集成电路的设计周期尽可能短、实验成本尽可能低，最好能在实验室直接验证设计的准确性和可行性，因而出现了现场可编程逻辑门阵列FPGA。对于芯片设计而言，FPGA的易用性不仅使得设计更加简单、快捷，并且节省了反复流片验证的巨额成本。对于某些小批量应用的场合，甚至可以直接利用FPGA实现，无需再去订制专门的数字芯片。文中着重介绍了一种基于FPGA利用VHDL硬件描述语言的数字秒表设计方法，在设计过程中使用基于VHDL的EDA工具ModelSim对各个模块仿真验证，并给出了完整的源程序和仿真结果。
电子秒表课程设计报告
电子信息工程专业10级学生单片机原理课程设计任务书 电子秒表的设计 一、设计要求 设计一个电子秒表，与通用秒表功能类似，有启动，暂停、复位等键。计时长长度为300秒，需显示百分秒。 二、设计方案分析
1.方案设计 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C51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。 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。硬件电路图按照图1.1进行设计。 图1.1 数字秒表硬件电路基本原理图 本设计中，数码管显示的数据存放在内存单元31H－33H中。其中31H存放分钟变量，32H存放秒钟变量，33H存放10ms计数值，即存放毫秒位数据，每一地址单元内均为十进制BCD码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD码数据的对应段码存放在ROM表中。显示时，先取出31H －33H某一地址中的数据，然后查得对应的显示位，并从P1口输出，就能显示该地址单元的数据值。 INT中断完成，定时溢出中断周期为1ms，当一处中断后向CPU 计时通过1 发出溢出中断请求，每发出一次中断请求就对毫秒计数单元进行加一，达到10次就对十毫秒位进行加一，依次类推，直到4.59.99秒重新复位。 再看按键的处理。这两个键可以采用中断的方法，也可以采用扫描的方法来识别。复位键主要功能在于数值复位，对于时间的要求不是很严格。而开始和停止键则是用于对时间的锁定，需要比较准确的控制。因此可以对复位按键采取扫描的方式。而对开始和停止键采用外部中断的方式。 设计中包括硬件电路的设计和系统程序的设计。其硬件电路主要有主控制 器，显示电路和回零、启动、查看、停表电路等。主控制器采用单片机STC89C52，
数字式秒表课程设计
南通大学 《电子技术》课程设计报告 题目数字式秒表 学院（部计算机科学与技术学院 专业计算机科学与技术 学生姓名王骏 6 月2 7 日至7 月1 日共1 周 指导教师（签字）
一．内容摘要 本设计所实现的数字式秒表是电子设计技术中最基本的设计实验之一。该数字计数 系统的逻辑结构较简单，是由控制电路，复位电路，0.01秒脉冲发生器，译码显示 电路构成的。 其中控制电路是由基本R-S触发器以及电阻，开关组成的电路部分。 复位电路是由直流电源，电阻以及开关组成的电路部分。 多谐振荡器是由555定时器以及其外围电路组成的电路部分，它和分频器一起用来 产生0.01秒的脉冲。 二．技术要求 1.秒表最大计时值为99分59.99秒； 2. 6位数码管显示，分辨率为0.01秒； 3 .具有清零，启动计时，暂停及继续计数等控制功能； 4.控制操作间不超过二个。 三．方案论证与选择 1. 数字式秒表，就需要显示数字。根据设计要求，要用数码管来做显示器。题目要 求最大记数值为99分59.99秒，则需要一个8段数码管作为秒位（有小数点）和五个7段数码管作为分秒位。要求计数分辨率为0.0 1秒，那么我们需要相应频率的信号发生器。 选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体振荡器，另一种方案是采用集成电路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。石英晶振荡器精度很高，一般都需要多级分频。 秒表核心部分——计数器，此次选择74LS160计数器。它具有同步置数和异步清零功能。主要是利用它可以十分频的功能。 计数脉冲是由555定时器构成的多谐振荡器，产生100赫兹脉冲。如果精度要求高，也可采用石英振荡器。 在选择译码器的时候，有多种选择，如74LS47，74LS48等4-7线译码器。如果选择7447，则用来驱动共阳极数码管；如果选择7448，则用来驱动共阴极数码管。在选择数码显示管时，可以利用六个数码管；也可以借鉴简易数字频率计中的四位数码 管来显示后四位，再用两个数码管显示分钟的两位。本次设计中选择前一种方法。（一）控制电路
单片机多功能秒表课程设计报告
单片机课程设计 课程设计任务书 20 17 －20 18 学年第一学期第17周－18 周 注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要 本设计是设计一个单片机控制的多功能秒表系统。 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动着传统控制检测日新月异的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还要根据具体的硬件结构，以及针对具体的应用对象的软件结合，加以完善。秒表的出现，解决了传统的由于人为因素造成的误差和不公平性。 本设计的多功能秒表系统采用A T89C51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，结合显示电路、电源电路、LED数码管以及按键电路来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计数，并且结合相应的显示驱动程序，使数码管能够正确地显示时间，暂停和中断。我们设计的秒表可以同时记录八个相对独立的时间，通过上翻下翻来查看这八个不同的计时值，可谓功能强大。其中软件系统采用汇编语言编写程序，包括显示程序，计数程序，中断，延时程序，按键消抖程序等，硬件系统利用PROTEUS强大的功能来实现，简单且易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。 关键字：单片机，多功能秒表 小组成员：许乐，郭利铂 小组分工： 小组成员：讨论并确定秒表要实现哪些功能 许乐：硬件电路的设计仿真，查阅资料 郭利铂：编写程序，撰写实验报告
目录 1.概述 (4) 1.1设计目的 (4) 1.2设计要求 (4) 1.3设计意义 (4) 2．系统总体方案及硬件设计 (4) 2.1系统总体方案 (4) 2.2硬件设计 (5) 2.2.189C51单片机 (5) 2.2.2晶体振荡电路 (6) 2.2.3 复位电路 (7) 2.2.5显示电路 (8) 2.2.6 系统电路图 (9) 3.软件设计 (9) 3.1设计特点 (9) 3.2设计思路 (10) 3.2.1程序流程图 (10) 3.2.2程序 (10) 4.PROTEUS软件仿真 (14) 4.1仿真 (14) 4.2仿真结果描述 (15) 4.3结论及进一步设想 (16) 5.元器件清单 (16) 6.课程设计体会 (16) 7.参考文献 (18)
单片机简易秒表课程设计..
单片机课程设计 题目：简易秒表 系部：机电工程系 专业：机电一体化 班级： 0 9 4 班 姓名：张三 学号：2009044056 指导教师：杨富强
目录 一摘要 (1) 二绪论 (2) 2.1单片机的发展 (2) 2.2 MCS-51系列单片机介绍 (4) 三设计任务及要求 (5) 四工作原理 (5) 4.1 七段数码管概述 (5) 4.2 MCS--51的引脚及相关功能 (7) 五简易秒表电路图 (8) 六流程图 (9) 七源程序 (10) 八系统硬件设计 (11) 九总结 (12) 十课程设计心得 (13) 参考文献 (14)
一摘要 单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善:单片机集成越来越多资源，内部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时抗干扰能力加强,系统也更加稳定，使得它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景；提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。此外单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制的需要。 本文的主要内容是掌握各种单片机的结构、接口、片上外设的特点，并利用自行制作的单片机最小系统，完成一个简单应用（简易秒表）的设计与软件及硬件设计制作，让读者掌握数字单片机最小系统的设计及单片机系统的应用方法。
二绪论 当前社会信息化建设在各地蓬勃发展，作为信息发布的终端显示设备，LE D显示屏己经广泛应用于工作和生活的各个方面，主要用于显示文字、图像、动画等。L E D显示屏的应用涉及社会的许多领域，主要包括：金融证券、体育场馆、道路交通、邮政电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。L ED 是发光二极管的简称(L ig ht Em it ti ng D io de)。由于它具有亮度高、响应速度快、低电压、功耗小、耐震动、寿命长等优点，使其成为室内外信息显示终端的主要发光器件。LE D显示屏是20世纪90年代出现的新型平板显示器件，由于其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，使它在公众多媒体显示领域一枝独秀，因此市场空间巨大。LE D显示屏的发展可分为以下几个阶段：第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LE D显示屏提升到了一个新的台阶。LE D显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LE D大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LE D生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。 2.1单片机的发展 单片机也被称为微控制器（M ic ro co nt r ol le r），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CP U的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CP U集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。IN TE L的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的
基于FPGA数字秒表设计报告
标准实验报告实验项目：基于FPGA数字秒表设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
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Q D---Q A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。U4的9、10、7脚接高电平，当U4接收到来自U5的脉冲时，U4的Q D---Q A输出0001加到U2的DCBA端，经U2译码输出1001111经电阻R8~R14驱动数码管U10显示，此时数码管显示“1”，当U4计数到1001时，U4的15脚输出高电平接到U7C，经反相后得到低电平，加到U3的时钟脉冲端，U3A不具备时钟脉冲条件，当U4再接收一个脉冲时，U4的输出由1001翻转为0000，此时U4的15脚输出低电平通过U7C反相输出高电平，从而得到一上升沿脉冲加至U3的时钟端，使得U3的Q D---Q A输出0001加到U1的DCBA输入端，经U1译码输出100111，经电阻R1~R7驱动数码管U9，数码管显示“1”。如此循环的计数，最后数码管U9、U10显示最大值99即9.9秒。 由集成块555、电阻R19、R18、电容C1、C2组成多谐振荡器，当接通电源，电源通过电阻R19与R18对电容C2进充电，当UC2上升到2/3VCC时，集成块555的3脚输出低电平，内部三极管导通，C2通电阻R19进行放电，当UC2下降到1/3VCC时，内部三极管截止，集成块555的3脚输出高电平，接着电源又通过电阻R19与R18对电容C2进充电，当UC2上升到2/3VCC时，集成块555的3脚输出低电平，如此循环的充、放电，555的3脚输出100HZ的矩形方波信号加到U7A的输入端。
电子秒表课程设计报告
西安郵電學院 控制系统课程设计报告书 系部名称：信息与控制系 学生姓名：XXX 专业名称：测控技术与仪器 班级：测控XXXX 2010年9月13日至 时间： 2010 年9月26日
电子秒表的设计 一、设计要求 设计一个电子秒表，与通用秒表功能类似，有启动，暂停、复位等键。计时长长度为300秒，需显示百分秒。 二、 设计方案分析 1.方案设计 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C51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。 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。硬件电路图按照图1.1进行设计。 图1.1 数字秒表硬件电路基本原理图 本设计中，数码管显示的数据存放在内存单元31H －33H 中。其中31H 存放分钟变量，32H 存放秒钟变量，33H 存放10ms 计数值，即存放毫秒位数据，每一地址单元内均为十进制BCD 码。由于采用软件动态扫描实现数据显示功能，显示用十进制BCD 码数据的对应段码存放在ROM 表中。显示时，先取出31H －33H 某一地址中的数据，然后查得对应的显示位，并从P1口输出，就能显示该地址单元的数据值。 计时通过1INT 中断完成，定时溢出中断周期为1ms ，当一处中断后向CPU
数字秒表课程设计报告
《电子技术》课程设计 题目：数字秒表设计 专业：电气工程系 班级：本电气自动化126 姓名：黎梓浩学号：11 指导老师：钟立华 小组成员：曾志辉麦照文黎梓浩成绩：
目录 摘要，关键词，引言 3 一．设计目的 3 二．设计总体框图4三．设计原理及说明 4 四．单元电路设计 5 五．器件选择9 六．设计电路图9 七．安装与调试9 八．设计心得与体会10 九．参考文献11十．附录（实物图、原理图）12
摘要：本文的数字秒表设计是利用数字电路，实现时、分、秒计时功能的装置。具有较长的使用寿命，因此得到了广泛的应用。 关键词：计时精确计数器显示器74LS160 引言：在科技高度发展的今天，集成电路和计算机应用得到了高速发展。尤其是计算机应用的发展。它在人们日常生活中已逐渐崭露头角，大多数电子产品多是有计算机电路组成，如：手机、mp3等。而且将来的不久他们的身影将会频繁的出现在我们身边。各种家用电器多会实现微电脑技术。电脑各部分在工作时多是一时间为基准的。本文就是基于计算机电路的时钟脉冲信号、状态控制等原理设计出的数字秒表。秒表在很多领域充当一个重要角色。在各种比赛中对秒表的精确度要求很高，尤其是一些科学实验，他们对时间精确度达到了几纳秒级别。 一．设计目的 1.了解数字秒表的主体电路的组成及工作原理； 2.熟悉集成电路及有关电子原件的使用； 3.学习和掌握数字电路中的时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应 用； 4.掌握电子电路一般设计方法和设计流程； 5.掌握protel等绘图软件的使用。
二．设计总体框图 三．设计原理及说明 数字秒表具有操作方便、使用简单、计数精准等使用优点，在日常生活中的到了广泛认可和使用。 数字秒表的设计属于中规模集成芯片设计。本设计中CP脉冲采用555多谐振荡方波脉冲，频率为100Hz。如果需要更精确的计数条件，可以选择石英晶振输入。主计时电路采用3片74LS160构成的同步清零计数器，毫秒计数级为100进制，即毫秒计数100次向上进1，依此类推，秒计数为60进制。输出为3片7448芯片匹配3枚共阴极数码管。其中最小计时精度为0.01S（即10mS），能满足一般的计时场合使用。最大计时时长为59秒9，超过1分钟重新从0开始计数。暂停功能采用阻断CP脉冲输入设置，具有较高的优先级。清零功能用与非门并联计数器同步清零（清零时控制脉冲为高，计数器内部清零脉冲为无效的高状态，计数器被强制清零），由双向开关控制，在任意时间可以使用（不管暂停与否）。
基于verilog数字秒表的设计实现
生产实习报告 班级：通信13-2班 姓名：闫振宇 学号： 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
基于verilog数字秒表的设计实现 1. 概述 硬件描述语言HDL ( HardwareDescription Langyage) 是一种用形式化方法来描述数字电路和系统的语言。数字电路系统的设计这里用这种语言可以从上层倒下层逐层描述自设计思想用一系列分层的模块来表示极其复杂的数字系统，然后用EDA 工具逐层验证，把其中需要为具体物理电路的模块组合由自动综合工具转换到门级电路网表。Verilog HDL 是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。使用VERILOG 进行系统设计时采用的是从顶至下的设计，自顶向下的设计是从系统机开始巴西同划分为若干个基本单元，然后再把每个单元划分为下一层的基本单元，这样下去直到可以直接用EDA 元件库中的基本元件来实现为止。 2. 设计目的及要求 a.有源晶振频率：50MHZ； b.测试计时范围：00’00”00 ~ 59’59”99，显示的最长时间为59分59 秒； c.数字秒表的计时精度是10ms； d.显示工作方式：六位BCD七段数码管显示读数，两个按钮开关（一个按钮使秒表复位，另一个按钮控制秒表的启动/暂停）。 3.设计原理 秒表的逻辑结构较简单，它主要由四进制计数器、十六进制计数器、分频器、数据选择器、和显示译码器等组成。在整个秒表中最关键的是如何获得一个精确的100HZ计时脉冲，除此之外，整个秒表还需有一个启动信号和一个清零信号，以便秒表能随意停止、启动以及清零复位。 秒表有共有6个输出显示，其中6个显示输出数据，分别为百分之一秒、十分之一秒、
数字秒表设计(终结版)
河南机电高等专科学校《可编程逻辑器件原理与应用》 课程设计报告 数字秒表设计 专业班级：医电131 学号：130411116 姓名：徐长伟 时间：2015年6月 成绩：
时间： 成绩： 数字秒表设计 摘要：本次设计的目的就是在掌握EDA实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA技术，对计算机系统中时钟控制系统进一步了解，掌握状态机工作原理，同时了解计算机时钟脉冲是怎么产生和工作的。在掌握所学的计算机组成与结构课程理论知识时，通过对数字秒表的设计，进行理论与实际的结合，提高与计算机有关设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。通过课程设计深入理解计算机结构与控制实现的技术，达到课程设计的目标。 关键词：FPGA;数字秒表；VHDL
目录 1.概述 (3) 2.设计要求 (3) 2.1实验任务及要求 (3) 3.总体构思 (3) 3.1系统总体框图 (4) 4.各单元电路的设计和实现 (4) 4.1数字秒表的电路逻辑图 (4) 4.2时序波形图如下： (4) 4.3顶层程序框图如下： (4) 5.功能仿真及其结果 (5) 5.1分频模块 (5) 5.2计数模块 (5) 5.3势能控制模块 (5) 5.4显示控制模块 (5) 6.编译、下载及调试 (7) 6.1各功能模块VHDL程序十分之一秒 (7) 7.总结 (20)
1.概述 超高速硬件描述语言VHDL是数字系统进行抽象的行为与功能描述道具体的内部线路结构描述，利用EDA工具可以在电子设计的各个阶段各个层系进行计算机模拟验证，保证设计过程中的正确性，可大大降低设计成本，缩短设计周期。本文介绍的数字秒表设计，。利用基于VHDL的EDA设计工具，采用大规模可编程逻辑器件FPGA，通过设计芯片来实现系统功能。 应用VHDL语言设计数字系统，很多设计工作可以在计算机上完成，从而缩短了系统的开发时间，提高了工作效率。本文介绍一种以FPGA为核心，以VHDL 为开发工具的数字秒表，并给出源程序和仿真结果。 2.设计要求 2.1实验任务及要求 设计用于体育比赛用的数字秒表，要求： 1.及时精度大雨1/1000秒，计数器能显示1/1000秒时间，提供给计时器内部定时的始终频率为12MHz；计数器的最长计时时间为1小时，为此需要一个7位的显示器，显示的最长时间为59分59.999秒。 2、设计有复位和起/停开关。 （1）、复位开关用来使计时器清零，并做好计时准备。 （2）、起/停开关的使用方法与传统的机械式计数器相同，即按一下起/停开关，启动计时器开始计时，再按一下起/停开关计时终止。 （3）、复位开关可以在任何情况下使用，即使在计时过程中，只要按一下复位开关，计时进程理科终止，并对计时器清零。 3、采用层次设计方法设计符合上述功能要求的数字秒表。 4、对电路进行功能仿真，通过波形确认电路设计是否正确。 5、完成电路传布设计后，通过实验箱下载验证设计的正确性。 3.总体构思
毕业课程设计报告数字秒表的设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 目录 1 引言 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的内容 (1) 2 EDA、VHDL简介 (1) 2.1 EDA技术 (1) 2.2 硬件描述语言——VHDL (2) 3设计过程 (4) 3.1 设计规划 (4) 3.2 各模块的原理及其程序 (4) 3.2.1控制模块 (5) 3.2.2时基分频模块 (5) 3.2.3计时模块 (6) 3.2.4显示模块 (7) 4系统仿真 (9) 结束语 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15) 附录 (16)
1 引言 在科技高度发展的今天，集成电路和计算机应用得到了高速发展。尤其是计算机应用的发展。它在人们日常生活已逐渐崭露头角。大多数电子产品多是由计算机电路组成，如：手机、mp3等。而且将来的不久他们的身影将会更频繁的出现在我们身边。各种家用电器多会实现微电脑技术。电脑各部分在工作时多是一时间为基准的。本文就是基于计算机电路的时钟脉冲信号、状态控制等原理设计出的数字秒表。秒表在很多领域充当一个重要的角色。在各种比赛中对秒表的精确度要求很高，尤其是一些科学实验。他们对时间精确度达到了几纳秒级别。 1.1 课程设计的目的 本次设计的目的就是在掌握EDA实验开发系统的初步使用基础上，了解EDA技术，对计算机系统中时钟控制系统进一步了解，掌握状态机工作原理，同时了解计算机时钟脉冲是怎么产生和工作的。在掌握所学的计算机组成与结构课程理论知识时。通过对数字秒表的设计，进行理论与实际的结合，提高与计算机有关设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。通过课程设计深入理解计算机结构与控制实现的技术，达到课程设计的目标。 1.2 课程设计的内容 利用VHDL语言设计基于计算机电路中时钟脉冲原理的数字秒表。该数字秒表能对0秒～59分59.99秒范围进行计时，显示最长时间是59分59秒。计时精度达到10ms。设计了复位开关和启停开关。复位开关可以在任何情况下使用，使用以后计时器清零，并做好下一次计时的准备。 2 EDA、VHDL简介 2.1 EDA技术 EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果而开发出的电子CAD通用软件包，它根据硬件描述语言HDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局布线及仿真，直至完成对于特定目
数字计时器的设计
数字计时器的设计 摘要：本系统由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、LED显示器和校分电路组成，采用了中小规模集成芯片。总体方案设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字计时器的扩展功能，进行了各单元设计，总体调试。多功能数字计时器可以完成0分00秒-9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时功能。 关键词：石英晶振器；分频器；计数器；译码器；LED显示器 1设计电路的内容和功能要求 1.1设计内容简介 综合运用所学的数字逻辑电路和系统设计的知识，学会在单元电路的基础上进行小型数字系统的设计，提高自己选择器件及解决实际问题的能力。 要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒~9分59秒的计时功能且计时准确，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时的功能。 1.2设计功能要求 （1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器发声的脉冲信号； （2）设计计时和显示电路，完成0分00秒~9分59秒的计时和显示功能； （3）设计清零电路，具有开机自动清零的功能，并在任何时候，按
动清零开关，就可以实现计时器清零； （4）设计校分电路，在任何时候，按下校分开关，可以进行快速校分； （5）设计报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔二秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、 9分57秒发低音（频率1KHz）,9分59秒发高音（频率2KHz）； （6）系统级联调试，将上述电路进行级联完成计时器的所有功能； （7）可增加数字计时器的附加功能，例如数字计时器定时功能、秒表功能、报整点时数功能等。 2设计电路原理框图 图2-1 原理框图 3电路工作原理及逻辑原理图 3.1工作原理 数字计时器是由脉冲发生电路、计时和显示电路、清零电路、校分电路和报时电路和其它附加电路等几部分组成的，电路由振荡器、分频
单片机秒表课程设计报告
一：课程设计题目 秒表/时钟计时器 二：课程设计任务与要求： 利用89C51单片机设计秒表/时钟计时器，通过LED显示器显示秒十位和个位，在设计过程中用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到0，重新开始秒计数。 三：设计过程： 1.设计原理：此次课程设计题目是秒表/时钟计时器，由课程设计的要求和任务，我采用的C语言编程，设计秒表要求一秒定时，采用了定时器和FOR循环来定时，其中一个软件一个硬件，会在方案论证中分析在1秒时采用的是硬件定时，即用单片机内部的定时器T0。先将时钟初始化，赋入初值50ms定时，循环20次来进行1秒定时。然后由定义的变量second来进行加一运算，然后将其值通过P1，P2口在数码管上进行显示。其中数码管的显示时，我在程序中首先定义了一个关于数码管显示的字形码定义，以便在显示时调用即可。 （1）方案论证： 方案1：在方案1中，我们所选用的是软件定时，即用for循环来定时1秒进行显示的变化。 方案2：在方案2中，采用的是硬件定时，即用单片机内部的定时器T0。先将时钟初始化，赋入初值50ms定时，循环20次来进行1秒定时。 方案比较：我们从两方面进行两种方案的比较，第一，由于此次课程设计要求是秒表，则在定时时要求比较精确，所以采用硬件的定时器定时时比较准确的。第二，由于秒表的定时程序是很小的，在利用软件定时占用的CPU并不是很多，不能显现出来，但真正大程序时会很占用资源的，所以在用定时中断过程中是非常节省资源的。综合上述两种比较，我们选用了第二种方案。 （2）创新点： a.在课程要求的基础上，我们做成的电路板上，用复位键来控制秒表计时的重新开始，即清零。 b.在以上设计的基础上，我们又重新设计了一个程序，基本原理没有变，只是将