秒表计时器讲解.docx

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秒表计时器讲解

课程设计成果说明书

题目：

电子秒表设计

学生姓名：

学号：

学院：

船舶与海洋工程学院

班级：

指导教师：

浙江海洋学院教务处

2015年月日

浙江海洋学院课程设计成绩评定表

2014—2015学年第2学期

学院船舶与海洋工程学院班级专业

学生姓名（学号）

课程设计名称

数字秒表的设计

题目

指导教师评语

指导教师签名：

年月日

答辩评语及成绩

答辩小组教师签名：

年月日

题目摘要关键词设计要求

第1章系统概述------------------------------3

第2章总电路图------------------------------4

第3章单元电路与分析------------------------5

3.1激励源-----------------------------------5

3.2计数器-----------------------------------5

3.3译码器-----------------------------------7

3.4显示器-----------------------------------8

总结-----------------------------------------9

故障分析-------------------------------------9

参考文献-------------------------------------9

【摘要】数字式秒表是一种用数字电路实现时、分、秒计时的装置，无机械装置，具有较长使用寿命，因此得到广泛应用。

数字式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本次实验所用的数字式秒表主要由计时系统构成。

接一个100Hz的激励源，得到一个稳定的时钟信号。

计时系统由计数器、译码器、显示器组成。

计数器由74LS160构成，用十进制构成了100进制和60进制的计数器。

译码器由74LS48构成，显示器由数码管构成。

具体过程:

由激励源产生100Hz的脉冲信号，传入计数系统，先进入计数器，然后传入译码器，最后将4位信号经过数码管可转换为7位信号。

【关键词】计数计数器译码器显示器

设计任务与要求：

1）秒表由6位七段LED显示器显示，显示分辨率为0.01s；

2）计时最大值为59分59秒99毫秒；

3）计时误差不得超过0.01s；

4）具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；

5）控制操作按键不得超过2个。

第一章系统概述

数字秒表主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等部分组成。

石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到1KHZ脉冲，脉冲送入计数器计数，计数结果通过“分”、“秒”、“毫秒”、译码器译码，并通过显示器显示时间。

而本次实验利用激励源代替石英振荡器和分频器。

数字秒表的整机逻辑框图如图。

第二章

总电路图：

第三章

单元电路与分析

3.1激励源

为使本次实验简单易行，实验在proteus仿真中采用了激励源来代替石英晶体振荡器和分频器。

使其频率为100Hz，保证其输出的最小单位为0.01秒。

3.2计数器

这里我们采用74LS160芯片，通过乘数法与反馈置数法来构成100进制和60进制的计数器。

100进制计数器：

乘数法：

将两块74LS160芯片直接级联即可得到100进制计数器，如图所示：

60进制计数器：

乘数法：

将一块74LS160设置成6进制计数器，再将其与一块74LS160级联，即可得到一个60进制计数器。

如图所示：

计数器连接的最终路线图

3.3译码器

本次实验采用的译码器为74LS48译码器，是BCD-7段译码器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。

如图所示：

QA~QG对应a~g，A、B、C、D分别对应计数器的Q1、Q2、Q3、Q4。

3.4显示器

本次实验采用的显示器为共阴极七段数码管。

七段数码管内部由发光二极管加上适当电压时就会发光，其内部结构如下所示：

其在pretuse中的显示如下所示：

总结

通过这段时间的努力设计，总算有了一个较为满意的结果。

实现了所有的要求：

1、设计用于体育比赛的数字秒表，要求计时精度大于0.01秒，计时器能显示0.01秒的时间，提供给计时器内部的脉冲频率应为100HZ。

2、计时器的最长计时时间为1小时，为此需要一个六位的显示器，显示的最长时间为59分59秒0.99秒。

3、设置有复位和起停开关。

复位开关用来使计时器清零，并作好计时准备。

起停开关的使用方法与传统的机械式计时器相同，即按一下起停开关，启动计时器开始计时，在按一下起停开关，计时终止。

复位开关可以在任何情况下使用。

当然还有一些缺陷，比如没有内部消抖处理。

这次课程设计，根据老师的要求，然后自己不断的研究和探索而成。

实现了电路的最整洁，使电路图简单易懂。

当然，在此次设计中我也遇到了不少麻烦，但最终都克服了，完成了本次设计性实验。

参考文献

1、李良儿王建盛李颖陈庭勋数字电子技术实验指导书

2、余孟尝数字电子技术简明教程北京清华大学出版社2013