数字秒表课程设计报告

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1、 1 摘要摘要 数字秒表主要由脉冲电路、计时控制器、计数电路、译码电路及数字显示单元电路等部 分构成， 其中计时控制电路按实现的功能可分为复位开关电路和起停开关电路， 为消去开关 按键时的抖动，运用了 SR 锁存器构成机械开关作为消抖电路。计时电路由六块 74HC161 芯 片和六个与非门构成， 运用反馈置数法构成的十进制模块电路及六进制模块电路共同组成整 个计时电路。为消去开关按键时的抖动，运用了 SR 锁存器构成机械开关作为消抖电路。此 设计为体育比赛的数字秒表，输入时钟脉冲频率为 1kHZ,能够显示 0.01 秒的时间，最长时 间为 59 分 59 秒 99 毫秒。 关键字：74HC16

2、1 计数器 反馈置数法 消抖 SR 锁存器 2 目录目录 一、数字秒表设计要求3 1.1 基本要求 3 1.2 发挥部分 3 二、总体设计方案.3 三、 数字秒表的构成 .4 3.1 计数电路 4 3.1.1 计时器 4 3.1.2 计数电路.5 3.1.2.1 十进制模块电路.5 3.1.2.2 六进制模块电路.5 3.1.2.3 一百进制模块电路 .6 3.1.2.4 六十进制模块电路 .7 3.2 译码电路 8 3.3 数字显示电路 .9 3.4 复位清零功能 .9 3.5 开关及内部消抖 10 四、 总电路图 11 五、课程设计总结报告 12 六、参考文献 12 3 一、数字秒表设计要

3、求一、数字秒表设计要求 1.1 基本要求基本要求 （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大于 100HZ，这里选用 1KHZ。 （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 99 毫 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。 1.2 发挥部分发挥部分 复位开关和起停开关

4、有内部消抖处理。 二二、总体设计方案、总体设计方案 数字秒表主要由脉冲电路、计数电路、译码器、显示器等部分组成。时钟脉冲电路产生 1KHZ 脉冲， 并将脉冲信号输入计数电路使计数电路工作。计数电路结果由 74HC4511 译码器组成的译码电路译码，并 通过由 7SEG-COM-CAT-BLUE 七段数码管组成的显示器显示时间。数字秒表的设计逻辑框图如图： 时 钟 脉 冲 输 入 计 时 起 停 电 路 一百进制毫秒计数 电路 译 码 电 路 七 段 数 码 管 显 示 时 间 复位清零电路 六十进制分计时电 路 六十进制秒进制 电路 4 三、三、数字秒表的构成数字秒表的构成 3.1 计数电路计

5、数电路 3.1.1 计时器计时器 计时器是秒表设计的核心部分，本次秒表设计采用计数器 74HC161（见图 1.1） 。74HC161 是四位二进 制同步计数器,具有同步置数、异步清零的功能。 D0D3 为数据输入端，Q0Q3 端为数据输出端，ENP、ENT 为 使 能 端 ， CLK为 时 钟 端 ， MR为 数 据 清 零 端 ， LOAD为 置 数 端 ， RCO进 位 输 出 端 (ENTQQQQRCO3210).设计时使能端 ENP、ENT 接一个高电平，CLK 接收时钟脉冲开始计数。 74HC161 是具有同步预置功能的计数器，在其计数过程中，可以将它输出的任何一个状态通过译码，产

6、生 一个预置控制信号反馈至预置控制端，在下一个 CP 脉冲作用后，计数器就会把预置数据输入端0D、1D、 2D、3D的状态置入计数器。预置信号消失后，计数器就从被置入的状态开始重新计数。该电路从由十 进制模块组成的 100 分频电路开始， 如图所示， 在其计数过程中， 可以将它输出的任何一个状态通过译码， 产生一个预置控制信号反馈至预置控制端，在下一个 CP 脉冲作用后，计数器就会把预置数据输入端 D3、 D2、D1、D0 的状态置入计数器。预置信号消失后，计数器就从被置入的状态开始重新计数。设计过程中采 用的是反馈置数法。 图 1.1 如图为 74HC161 计数器示意图 5 3.1.2 计数电路计数电路 3.1.2.1 十进制模块电路十进制模块电路 设计十进制模块电路过程中采用的是反馈置数法。预置 74HC161 计数器数据输入端0D、1D、2D、 3D为零，把0Q端和3Q端输出信号经一个与非门处理后将信号反馈到置数端(LOAD)。当计数器输出为 1001 时，在第 10 个脉冲作用下，置数端 LOAD 工作，计数器输出端 0 Q、 1 Q、 2 Q、 3 Q就会