数字秒表

课程设计说明书

课程名称： 数字电子技术课程设计

题 目： 数字秒表

学生姓名： 专 业： 电子信息工程 班 级： 电信07-1班 学 号： 指导教师： 日 期： 2009 年 1 月 3 日

课 程 设 计 任 务 书

设计题目：数字秒表 主要内容及要求

本课题要求设计一个数字秒表，用于短时间测量，适用于田径比赛等竞技场合计时使用。 1．计时范围：0~10分钟 2．精度：0.1秒 3．误差：±0.05秒

4．用一只按钮开关控制三种工作状态，即：清零 计时 停止

进度安排

⑴．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。 ⑵．画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。 ⑶．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。 ⑷．图用计算机绘制，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。

⑸. 用仿真软件对电路图进行仿真，说明仿真过程中如何对电路进行调整，对仿真结果

加以描述（仿真中没有的元件用近似元件代替）。 ⑹．具体格式见本节第二部分。

⑺．评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原 理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，⑥有无仿真及对仿真过程、仿真结果的必

要描述，⑦答辩过程中回答问题是否基本正确。

⑻. 答疑时间：17周周二、四、五下午，18周周一～三下午3：00～5：00。（如遇特殊

情况老师有事，请注意看办公室门上的通知）。地点:主楼二楼电工实验室。 ⑼．答辩时间：18周周四、周五

2009年1月6日（第19周周二）前交报告。

总评成绩

指导教师

学生签名

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数字秒表

一、 设计任务与要求

设计内容：

本课题要求设计一个数字秒表，用于短时间测量，适用于田径比赛等竞技场合计时使用。 技术指标及要求：

1．计时范围：0~10分钟 2．精度：0.1秒 3．误差：±0.05秒

4．用一只按钮开关控制三种工作状态，即： 清零 计时 停止

二、 方案设计与论证

计时器可通过加法计数器实现。要设计一个精度为0.1秒表，计时范围为10分钟的秒表，则需有4个编码式七段显示器，第一个为分钟计时，为十进制加计数器；第二、三个为秒计时，前者为六进制加计数器后者为十进制计数器；最后一个为0.1秒计时。要实现一个开关控制三种工作状态，本实验中设计了一个三进制的控制电路，利用此电路分别控制清零、计时、停止三种状态。

三、单元电路设计与参数计算

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd,二进制)，74ls192引脚图,74ls192功能表等。

1、CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。

2、LD为预置输入控制端，异步预置。

3、CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。

4、CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，

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5、BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

《74ls192引脚图》 74ls192功能表：

1、 显示电路

1) 利用一个CD4011与非门实现

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此分电路为六进制计数器。当信号由5向6跳变时，QDQC为0(其他情况为1)，此时，LOAD端为0，该电路置0，电路从新计数，实现六进制功能。

2) 其余三个显示电路为74192十进制正常计数电路。

2、 三进制控制电路

1) 由一个77408与门对元件74192实现三进制计数。当QAQB由10转变为11即信号有1转变为2时，此电路实现清零功能(其他情况正常计数)，由此实现电路三进制计数。

2)开关。当开关按一下接一次高电平然后回到低电平时，对三进制控

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制电路发送一个脉冲信号。由此开关控制整个电路的三种状态。 3)由CD4001此或非门实现显示电路清零功能，当QAQB为00时，向显示电路各74192输送一个高电平(当01与10时输出均输出低电平)，使各74192均处于清零状态(正常计数状态)。

4)由CD4011、77408与时序发生器实现显示电路暂停功能。CD4011接高电平和QB输出QB信号，QB再与时序信号相与。当QB为1时，77408正常输出时序信号，显示电路正常计时；当QB为0时，

77408切断时序信号的输出，显示电路为保持状态。即QAQB为00、01、10的各状态中，只有10状态使上面显示电路处于暂停状态。

5)当QAQB为01时，三进制控制电路对显示电路的控制既非清零状态也非暂停状态而是使其正常计数的状态。

6)时序信号发生器。时序信号发生器为10HZ/50%，由此可使显示电路的四个显示器从右到左第一个为0.1秒计数、第为秒计数、第三个为10秒计数、第四个为分计数。

当QAQB由00跳变为01，再跳变

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为10时，上面显示电路分别实现清零、计数、暂停功能。三制控制电路可实现自动循环回零功能，既上述显示电路可实现各状态功能的循环实现。而这一切仅由一个开关控制。 四、总原理图及元器件清单

1．总原理图(见附图) 2．元件清单

元件序号 1、 2 3、 4、 5、 6、 7、 8、 74LS192 CD4011(与非门) CD4001(或非门) CD4069(相反器) 77408(与门) 编码式七段显示器 时序发生器 单刀双置开关 10Hz/50% 5 1 1 1 2 1 1 1 型号 主要参数 数 量 备注 五、安装与调试

经EWB调试后，可以符合题目要求实现电路。 六、性能测试与分析

仿真结果：

刚接通电路时为全部自动清零状态，第一次按下开关接通一次高电平，电路开始计时；第二次按下开关，开关第二次由低电平接高平时，电路中的显示电路处于保持状态，所指示数保持不变；第三次按下开关，开关第三次由低电平接高平时，电路全部清零。由此实现循环过控制计时。

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七、结论与心得

设计一个能实现一定功能的电路，需要对课本的知识有一个比较好的掌握。也才能根据课本的理论知识来找自己设计电路所需的元器件，并通过一定的电路连接实现电路。通过对电路的设计也能反过来巩固自己所学的知识。

八、参考文献

电子技术基础数字部分 高等教育出版社

电路与电子技术实验 茂名学院电工电子实验中心数字电路设计与制作 科学出版社 电子线路实验 浙江大学出版社 CMOS数字电路应用300例 中国电力出版社

附：

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