1、 20112012 学年学年 第第 二二 学期学期 数字电子技术数字电子技术 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题题 目：目：电子秒表的设计 专专 业：业：电子信息工程 班班 级：级：10 信息 1 班 电气工程系 2012 年 5 月 25 日 1 任务书任务书 课题名称课题名称 电子秒表的设计 指导教师（职称）指导教师（职称） 执行时间执行时间 20112012 学年第二学期学年第二学期 第第 14 周周 学生姓名学生姓名 学号学号 承担任务承担任务 设计目的设计目的 1. 掌握计数器的应用。 2. 掌握显示译码器的应用。 3. 掌握脉冲信号发生器的设计。 设计要求设计要求 1. 显示分
2、辨率为 1s100，外接系统时钟频率为 100KHz。 2. 计时最长时间为 1h，六位显示器，显示时间最长为 59m59.99s。 3. 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。 4. 画出电路原理图 5. 进行电路的仿真与调试。 2 摘摘 要要 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 1h，六位显示器，
3、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，我们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。 工作安排方面：我们首先在课程设计的要求下设计出了数字式秒表的整体电路框图。 其次我们对每个单元电路进行设计分析，对其工作原理进行介绍，最后使用 Multisim 软件 画出单
4、元电路，并在可能情况下对其进行仿真实验。完成了单元电路设计分析之后，进行 总电路的拼接与调试，最后对总电路图进行分析，写出结论。完成总电路的设计与分析之 后，对资料与设计电路进行整理、排版，完成课程设计报告。 关键字关键字：555 定时器 十进制计数器 六进制计数器 多谐振荡器 3 目目 录录 第一章第一章 方案设计与论证方案设计与论证 . 5 第二章第二章 单元电路设计与参数计算单元电路设计与参数计算 . 6 2.1 时钟脉冲发生和控制信号 . 6 2.2 设计十进制加法计数器 . 7 2.3 设计六进制加法计数器 . 8 2.4 启动与停止电路 . 9 2.5 清零电路设计 10 第三章第
5、三章 总电路工作原理及元器件清单总电路工作原理及元器件清单 .11 3.1 电路完整工作过程描述 11 3.2 总原理图 11 第四章第四章 仿真仿真 13 第五章第五章 结论结论 15 参考文献参考文献 16 附录附录 . 17 4 插图清单插图清单 图 1-1 方案设计图5 图 2-1 555 定时器构成的多谐振荡器.6 图 2-2 异步 8421 码十进制加法计数器.8 图 2-3 六进制加法计数器9 图 2-4 启动与停止电路9 图 2-5 清零电路.10 图 3-1 总原理图.12 图 4-1 电子秒表仿真结果图 113 图 4-2 电子秒表仿真结果图 214 5 第一章第一章 方案
6、设计与论证方案设计与论证 总体分析： 图 1-1 方案设计图 如图 1-1 所示，该电路需要 2 个六进制和 4 个十进制的加计数器，一个 555 定时器组成的 多谐振荡器，RS 触发器启动停止电路。由 555 多谐振荡器产生 100Hz 的时钟脉冲作为脉 冲源（即 0.01s 为周期） ，通过与启动停止电路的输出与非后作为信号源输入至第一个十进 制计数器即 0.01s 位的计数器。然后进位至 0.1s 位的十进制加计数器，以此类推逐个进位。 以此实现显示分辨率为 1s100，计时最长时间为 1h，六位显示器，显示时间最长为 59m59.99s，最后通过 6 个译码显示 LED 数码管输出。 译码显示 六进制计 数器 十进制计 数器 六进制计 数器 十进制计 数器 十进制计 数器 十进制计 数器 脉冲源 分十位 分个位 秒十位 秒个位 0.1s 0.01s 启动停止 电路 与 非 清零 6 第二章第二章 单元电路
