设 计 报 告
课程名称 ＿＿＿＿＿＿＿ 设计题目
＿＿＿＿＿＿＿ 指导老师
＿＿＿＿＿＿＿ 学 生 ＿＿＿＿＿＿＿ 学 号
＿＿＿＿＿＿＿
现代电子技术综合实验 数字式秒表设计与实现 兰 瑞 志 2013040204029 刘 曦
目录
1 引言 (4)
1.1课程设计的目的 (4)
1.2课程设计的内容 (4)
2 EDA、VHDL简介 (5)
2.1 EDA技术 (5)
2.2硬件描述语言——VHDL (5)
2.2.1 VHDL语言的特点 (6)
2.2.2 VHDL语言的设计流程 (8)
3 设计过程 (9)
3.1设计规划 (9)
3.2原理框图 (10)
3.3各模块的功能 (10)
3.3.1分频器 (10)
3.3.2计数器 (11)
3.3.3数据锁存器 (11)
3.3.4显示译码电路 (11)
3.3.5控制电路 (12)
3.3.6按键消抖电路 (12)
3.3.7顶层文件 (13)
4 硬件电路仿真 (13)
4.1分频器仿真 (13)
4.2模6计数器仿真 (14)
4.3模10计数器仿真 (14)
4.4控制电路仿真 (14)
5 实验总结 (15)
5.1实验结论 (15)
5.2心得总结 (15)
致谢 (16)
参考文献 (16)
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。而且将来的不久它们的身影将会更频繁地出现在我们身边。电脑各部分在工作时多是以时间为基准的。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了重要的角色。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，它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，提高与计算机有关的设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。
1.2课程设计的内容
秒表的计时范围是00’00”00到59’59”99。有两个按钮开关start/stop和split/reset，控制秒表的启动、停止、分段和复位。
秒表已经被复位的情况下，按下start/stop 键，秒表开始计时。在秒表正常运行的情况下，如果按下start/stop 则秒表暂停计时；再次按下该键，秒表继续计时。在秒表正常运行下，如果按下split/reset，显示停止在按键时的时间，但秒表仍然在计时；再次按下该键，秒表恢复正常显示。在秒表暂停计时的情况下，按下split/reset，秒表复位归零。
2 EDA、VHDL简介
2.1EDA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VHDL完成的设计文件，自动完成逻辑编译、逻辑映射和编程下载等工作。目前EDA主要辅助进行三个方面的设计工作：IC设计、电子电路设计和PCB设计。没有EDA技术的支持，想要完成超大规模集成电路的设计制造是不可想象的；反过来，生产制造技术的不断进步又必将对EDA技术提出新的要求。
2.2硬件描述语言——VHDL
VHDL(Very-high-speed Integrated Circuit Hardware Description Language)诞生于1982年。1987年底，VHDL 被IEEE （The Institute of Electrical and Electronics Engineers）和美国国防部确认为标准硬件
描述语言。自IEEE 公布了VHDL 的标准版本（IEEE-1076）之后，各EDA 公司相继推出了自己的VHDL 设计环境，并宣布自己的设计工具可以和VHDL 接口。此后VHDL 在电子设计领域得到了广泛的接受，并逐步取代了原有的非标准硬件描述语言。1993 年，IEEE 对VHDL进行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展VHDL 的内容，公布了新版本的VHDL，即IEEE 标准的1076-1993 版本。现在，VHDL 和VERILOG作为IEEE 的工业标准硬件描述语言，又得到众多EDA 公司的支持，在电子工程领域，已成为事实上的通用硬件描述语言。有专家认为，在新的世纪中，VHDL和VERILOG 语言将承担起几乎全部的数字系统设计任务。
2.2.1VHDL语言的特点
VHDL 主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL 的语言形式，描述风格以及句法十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL 的程序结构特点是将一项工程设计，或称为设计实体（可以是一个元件、一个电路模块或一个系统）分成外部（又称为可视部分，即端口）和内部（又称为不可视部分），即设计实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其它的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。应用VHDL 进行工程设计的优点是多方面的，具体如下：
1、与其它的硬件描述语言相比，VHDL 具有更强的行为描述能力，从而决定了它成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。就目前流行的EDA 工具和VHDL 综合器而言，将基于抽象的行为描述风格的VHDL程序综合成为具体的FPGA 和CPLD 等目标器件的网表文件已不成问题，只是在综合与优化效率上略有差异。
2、VHDL 最初是作为一种仿真标准格式出现的，因此VHDL 既是一种硬件电路描述和设计语言，也是一种标准的网表格式，还是一种仿真语言。其丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期（即尚未完成），就能用于查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。即在远离门级的高层次上进行模拟，使设计者对整个工程设计的结构和功能的可行性做出决策。
3、VHDL 语句的行为描述能力和程序结构决定了它具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能，符合市场所需求的，大规模系统高效、高速的完成必须由多人甚至多个开发组共同并行工作才能实现的特点。VHDL 中设计实体的概念、程序包的概念、设计库的概念为设计的分解和并行工作提供了有力的支持。
4、对于用VHDL 完成的一个确定的设计，可以利用EDA 工具进行逻辑综合和优化，并自动地把VHDL 描述设计转变成为门级网表。这种方式突破了门级电路设计的瓶颈，极大地减少了电路设计的时间和可能发生的错误，降低了开发成本。应用EDA 工具的逻辑优
化功能，可以自动地把一个综合后的设计变成一个更高效、更高速的电路系统。反过来，设计者还可以容易地从综合和优化后的电路获得设计信息，返回去更新修改VHDL 设计描述，使之更为完善。
5、VHDL 对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必管最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。正因为VHDL 硬件描述与具体的工艺技术和硬件结构无关，VHDL 设计程序的硬件实现目标器件有广阔的选择范围，其中包括各系列的CPLD、FPGA 及各种门阵列实现目标。
6、由于VHDL 具有类属描述语句和子程序调用等功能，对于已完成的设计，在不改变源程序的条件下，只需要改变端口类属参量或函数，就能轻易地改变设计的规模和结构。
2.2.2VHDL语言的设计流程
1.文本编辑
用任何文本编辑器都可以进行，也可以用专用的VHDL编辑环境。通常VHDL文件保存为.vhd文件。
2.功能仿真
将文件调入VHDL仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确（也叫前仿真，对简单的设计可以跳过这一步，只在布线完成后，进行时序仿真）
3.逻辑综合
将源文件调入逻辑综合软件进行综合，即把语言综合成最简单的
布尔表达式。逻辑综合软件会生成.edf或.edif的EDA工业标准文件。
4.布局布线
将.edf文件调入PLD厂家提供的软件中进行布线，即把设计好的逻辑安放PLD/FPGA内。
5.时序仿真
需要利用在布局布线中获得的精确参数，用仿真软件验证电路的时序（也叫后仿真）。通常以上过程都在PLD/FPGA厂家提供的开发工具内。
6.器件编程
3设计过程
3.1设计规划
本系统设计采用自顶向下的设计方案，系统的整体组装设计由以下六部分组成：
·分频器：对晶体振荡器产生的时钟信号进行分频，产生时间基准信号。
·计数器：对时间基准脉冲进行技术，完成计时功能。
·数据锁存器：锁存数据，使显示保持锁定。
·控制器：控制计数器的运行、暂停以及复位；产生锁存器的是能信号。
·扫描显示的控制电路：包括扫描计数器、3-8译码器和7段译
码器；控制8个数码管以扫描方式显示计时结果。
·按键消抖电路：消除按键输入信号抖动的影响，输出单脉冲。
3.2原理框图
3.3各模块的功能
3.3.1分频器
需要两种分频器，分频器一是将晶体振荡器输入的48MHz的时钟信号，利用模48000的计数器分频，输出为1kHz的时钟信号。（因为多位LED显示，一般采取动态扫描方式、分时循环显示，即多个发光管轮流交替点亮。它是利用人眼的滞留现象，只要在1秒内一个发光管亮24次以上，每次点亮时间维持在2ms以上，则人眼感觉不到闪烁）；分频器二是输入为1kHz的信号，分频成100Hz的信号，即为百分之一秒，作为计数器输入。
3.3.2计数器
计数器执行计时功能，计时方法和计算机一样是对标准时钟脉冲计数。需要四个十进制计数器和两个六进制计数器，其中毫秒位、十毫秒位、秒位和分位采用十进制计数器，十秒位和十分位采用六进制计数器。
3.3.3数据锁存器
能够实现秒表中要求的面板暂停但是继续计时的功能。
3.3.4显示译码电路
能够将BCD码转换为LED的七段译码器。
注意：实验板上的数码管为共阳LED数码管，即编码时低有效。
3.3.5控制电路
输入为1kHz的时钟信号，启动停止按键start_stop，复位锁存按键reset_split；输出为控制信号：clear清零；working计数；display 锁存并计数。目的是得到主电路的控制信号。
具体实现如下：
参照状态图编写程序：采用三进程模式编写——进程一控制状态转移；进程二引入时钟信号；进程三定义状态输出。
3.3.6按键消抖电路
按键按下时，FPGA的输入为高电平；松开按键时，FPGA的输入为低电平，但是在按下和松开按键的瞬间会出现抖动现象。（如图中：key_in）
按键消抖电路能够消除按键时电平不稳而导致的抖动现象。每按
一次键，只输出一个脉冲，其宽度为一个时钟周期。（如图中：key_out）
3.3.7顶层文件
顶层文件由上述各个模块相连接而成，同时需要进行硬件的管脚分布。
4硬件电路仿真
4.1分频器仿真
4.2模6计数器仿真
4.3模10计数器仿真
4.4控制电路仿真
5实验总结
5.1实验结论
通过设计，由FPGA板上的key-1，key-2控制秒表，其功能符合要求。并且采用Modesim仿真，测试各程序模块，实验结果与各模块功能相符。
5.2心得总结
开始做设计时总是会犯一些错误，只有经过不停地改错和不停地编译才得到正确的程序，说明了作为软件编程人员是不能粗心大意的，一个程序的质量的高低与细心程度的高低有着一定的联系。在编程时，我充分使用了结构化的思想，这样程序检查起来也比较方便，调试时也给了我很大方便，只要一个模块一模块的进行调试就可以了，充分体现了结构化编程的优势。通过这次设计和解决设计中遇到的问题，我积累了一定的经验，对我以后从事集成电路设计工作会有一定的帮助。
在应用VHDL的过程中，我真正领会到了其并行运行与其他软件顺序执行的差别以及在电路设计上的优越性。用VHDL硬件描述语言的形式来进行数字系统的设计方便灵活，利用Modesim软件进行仿真极大地减少了电路设计时间和可能发生的错误，降低了开发成本，这种设计方法在数字系统设计中发挥着越来越重要的作用。
致谢
经过快两个星期的紧张工作，我终于完成了我的设计任务。本次实验设计在老师的悉心教导和严格要求下完成，从知识的讲解到编程的实践再到最后的验收，无不凝聚着老师与我的心血与汗水。在实验设计期间，老师对我进行了耐心的指导与帮助，也使我的设计能更加顺利的完成。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意，正因为您悉心帮助和支持，我才能很好的掌握和运用编程知识，将以往所学进行实践，并在设计中得以体现。最后，感谢学校给我们开设了此门课程，并给予了我们优越的实验条件，让我们增加了动手能力，也提升了自己的学习能力。
参考文献
（美）John F.Wakerly.数字设计：原理与实践（原书第四版）.北京：机械工业出版社，2007.5
附录
1.分频器的源程序
（1）48MHz to 1kHz
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
entity fenpin48M is
port(clk:in std_logic;
q:out std_logic);
end fenpin48M;
architecture Behavioral of fenpin48M is
signal counter:std_logic_vector(15 downto 0);
begin
process(clk)
begin
if rising_edge(clk) then
if counter=47999 then
counter<=(others=>'0');
else
counter<=counter+1;
end if;
end if;
q<=counter(15);
end process;
end Behavioral;
（2）1kHz to 100Hz
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
entity fenpin1K is
port(clk:in std_logic;
q:out std_logic);
end fenpin1K;
architecture Behavioral of fenpin1K is
signal counter:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
process(clk)
begin
if rising_edge(clk) then
if counter=9 then
counter<="0000";
else
counter<=counter+1;
end if;
end if;
q<=counter(3);
end process;
end Behavioral;
2.计数器的源程序
（1）模6计数器
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
entity m6 is
Port ( clk : in STD_LOGIC;
rst : in STD_LOGIC;
carry_in : in STD_LOGIC;
carry_out : out STD_LOGIC;
count : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));
end m6;
architecture Behavioral of m6 is
signal c_state,n_state:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
Pc0:process(carry_in,c_state)
begin
if carry_in='1' then
if c_state=5 then
n_state<=(others=>'0');
else
n_state<=c_state+1;
end if;
else
n_state<=c_state;
end if;
end process;
Pc1:process(clk,rst)
begin
if rst='1' then
c_state<="0000";
elsif rising_edge(clk) then
c_state<=n_state;
end if;
end process;
count<=c_state;
carry_out<='1' when c_state="0101" and carry_in='1' else '0';
end Behavioral;
（2）模10计数器
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
entity m10 is
Port ( clk : in STD_LOGIC;
rst : in STD_LOGIC;
carry_in : in STD_LOGIC;
carry_out : out STD_LOGIC;
count : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0));
end m10;
architecture Behavioral of m10 is
signal c_state,n_state:std_logic_vector(3 downto 0);
begin
Pc0:process(carry_in,c_state)
begin
if carry_in='1' then
if c_state=9 then
n_state<=(others=>'0');
else
n_state<=c_state+1;
end if;
else
n_state<=c_state;
end if;
end process;
Pc1:process(clk,rst)
begin
if rst='1' then
c_state<="0000";
elsif rising_edge(clk) then
c_state<=n_state;
end if;
end process;
count<=c_state;
carry_out<='1' when c_state="1001" and carry_in='1'
else '0';
end Behavioral;
（3）四个模10与两个模6计数器级联
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
entity jishuqi is
PORT(
clk : IN std_logic;
rst : IN std_logic;
en : in std_logic;
xianshi0 : OUT std_logic_vector(3 downto 0);
xianshi1 : OUT std_logic_vector(3 downto 0);
xianshi2 : OUT std_logic_vector(3 downto 0);
xianshi3 : OUT std_logic_vector(3 downto 0);
xianshi4 : OUT std_logic_vector(3 downto 0);
xianshi5 : OUT std_logic_vector(3 downto 0)
);
end jishuqi;
architecture Behavioral of jishuqi is
COMPONENT m10
PORT(
clk : IN std_logic;
rst : IN std_logic;
carry_in : IN std_logic;
carry_out : OUT std_logic;
count : OUT std_logic_vector(3 downto 0)
);
END COMPONENT;
COMPONENT m6
PORT(
clk : IN std_logic;
rst : IN std_logic;
carry_in : IN std_logic;
carry_out : OUT std_logic;
count : OUT std_logic_vector(3 downto 0)
);
END COMPONENT;
COMPONENT fenpin1K
PORT(
clk : IN std_logic;
q : OUT std_logic
);
END COMPONENT;
signal jinwei0,jinwei1,jinwei2,jinwei3,jinwei4,clk_100:std_logic;
课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师 年月日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目：电子秒表的设计与制作 初始条件： （1）计数精度可达1/100秒 （2）可显示时间99.99秒 （3）具有开关可启动，暂停，清零功能 选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~1月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：2014年 6月日
目录 摘要 (4) 电子秒表的设计与制造 (5) 1 课题分析 (5) 2系统设计方案的选择 (5) 3 电子秒表系统主体流程框图 (6) 4 单元电路的设计 (7) 4.1脉冲产生电路 (7) 4.2 计数电路 (8) .3 译码显示电路 (9) 4.4 控制电路 (10) 5 仿真测试 (10) 6 电子秒表设计原理图 (11) 7 结束语 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录一：选作：设计可改变计时时间的电路 (13) 附录二：74LS290功能表 (15) 附录三：74LS48功能表 (15)
摘要 电子秒表是一种数字显示计时装置，由于它走时准，设计简单，显示直观，因此被广泛运用于科学研究，体育运动，国防等方面。比如对物体速度，加速度的测量，体育比赛的时间的测量等。 数字电子秒表由组合逻辑电路和时序逻辑电路组成，555定时器组成多谐振荡器产生脉冲，在脉冲控制下的组合计数器电路通过一系列的触发产生数字信号，数字信号经译码器译码后输入到显示数码管显示时间。 电子秒表的广泛应用提高了人们的工作效率，随着电子技术的发展，电子秒表的精度，电路简易型等到了很大的提高，功能得到了完善。 关键词：秒表定时器效率
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
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 电子秒表的设计与制作 初始条件： （1）计数精度可达1/100秒 （2）可显示时间99.99秒 （3）具有开关可启动，暂停，清零功能 选作：设计可改变计时时间（最大59.99秒）的电路 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月28日~7月1日：明确课题，收集资料，方案确定 7月2日~7月6日：整体设计，硬件电路调试 7月6日~7月9日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月
摘要 电子秒表广泛应用于对运动物体的速度、加速度的测量实验，还可用来验证牛顿第二定律、机械能守恒等物理实验，同时也适用于对时间测量精度要求较高的场合，如测定短时间间隔的仪表。秒表有机械秒表和电子秒表两类。机械秒表与机械手表相仿，但具有制动装置，可精确至百分之一秒；电子秒表用微型电池作能源，电子元件测量显示，可精确至千分之一秒，广泛应用于科学研究、体育运动及国防等方面。在当今非常注重工作效率的社会环境中，定时器能给我们的工作、生活以及娱乐带来很大的方便。充分利用定时器，能有效的加强我们的工作效率。随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。在秒表的设计上功能不断完善，在时间的设计上不断的精确。 关键词：电子秒表，定时器，效率
电子系统设计创新实验 报告 题目60s计时器的设计与实现 学生姓名高权黄盼徐传武易孟华 学生学号016321232404 07 14 15 专业名称电子信息工程 指导教师肖永军 2016年11月17 日
设计要求： 1、利用单片机定时器/计数器T0中断设计秒表。 2、实现基本的0-60秒计时。 3、以数码管作为显示器件，用单片机进行控制。
摘要 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秒表，用AT89C51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，结合硬件晶振电路，复位电路，数码管显示电路来设计计时器，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。 关键字：AT89C51 单片机数码管
一、系统总体设计 系统总体设计框图如图1所示，该系统共由时钟电路模块、复位电路模块、AT89C51单片机及数码管显示电路组成。其中主控制器用于系统控制，可以控制电路的开关的功能，系统中AT89C51单片机作为主控元件，计数器显示电路由数码管和驱动电路组成。 图1 系统总体设计框图 二、系统硬件设计 （1）复位电路 采用上电+按键复位电路，上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使用使RST 持续一段时间的高电平，从而实现上电加开关复位的操作。这不仅能使单片机复位，而且还能使单片机的外围芯片也同时复位。当程序出现错误时，可以随时使电路复位。 复位电路如图2所示：
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
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，
实 验 报 告 系别 信工系 专业 班级 姓名 学号 简易秒表设计 实验目的： 1、 熟悉Keil C51软件的使用方法及proteus 仿真软件的使用； 2、 综合运用所学的理论知识（数码管、按键），通过实践加强对所学知识的理解，具备设计单片机应用系统的能力。 3、 通过本次试验，增强自己的动手能力。认识单片机在日常生活中的应用的广泛性，实用性。 设计要求： 制作简易秒表，用三个按键分别实现秒表的启动、停止与复位，利用两位共阴级的数码管显示时间。 设计思路： 硬件设计：数码管部分采用2位共阴极的数码管，在P0口接上拉电阻，公共端低电平扫描。按键电路部分，将按键一侧与单片机任一I/O 口相连。 软件设计：模块化思想，使用定时器T0的工作方式1，编写显示子程序，延时子程序，初始化程序，主程序设计时注意按键消抖。 原理图： XTAL218XTAL119ALE 30EA 31PSEN 29RST 9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.6 7P1.7 8P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T1 15P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 22P2.2/A10 23P2.3/A11 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U1AT89C51C1 1nF C21nF R110k C31uF 234567891 RP1 RESPACK-8 源代码： #include<>
计算机硬件技术课程设计 学院：自动化工程学院 班级：_________________________ 学号：_________________________ 设计题目：9、电子秒表设计 2015年1月
一、设计题目：电子秒表设计 设计一个可任意启动/停止的电子秒表，要求用6 位LED 数码显示，计时单位为1/100 秒。利用功能键进行启/ 停控制。其功能为：上电后计时器清0，当第一次（或奇数次）按下启/ 停键时开始计数。第2 次（或偶数次）按下该键时停止计时，再一次按启/ 停键时清零后重新开始计时。可用开关控制，也可用按键控制。二、设计目的通过本项课程设计，对微机原理课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解微机原理课程中讲述的基本原理和概念。 进行微机原理课程设计前，应学习并掌握了8086/8088 汇编语言编程方法，掌握了8255 、8253 存储器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。 三、设计方案以及论证 1、整体设计思想 使用8253 工作在方式0 计数，对1/100S 计数，并讲计数值写入bl 中并与100 比较若不相等，则将计数值装换为10 进制后送8255 控制端显示，如相等则1S 计数程序加1 之后并与59 比较若不相等则将计数值装换为10 进制后送8255 控制端显示，如相等则1min 计数程序加1 之后并与59 比较若不相等则将计数值装换为10 进制后送8255 控制端显示，如相等则计数程序加1 之后产生溢出，跳转清零程序将计数清零，同时数码管清零。 2、使用各芯片的作用及工作原理 1）定时器/ 计数器8253 用系统8253 定时器提供的55ms 定时单位，设计秒表定时程序。 有关系统定时方法：PC 机系统中的8253 定时器0 工作于方式3，外部
单片机课程设计报告 单 片 机 秒 表 系 统 课 程 设 计 班级： 课程名称：秒表设计 成员： 实训地点：北校机房 实训时间：6月4日至6月15日
目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2所需元器件 3 程序编写流程及课程设计效果 3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会
1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C51设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为000.0~9分59.9秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决几个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程；四是如何进行安装调试。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有三个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. key3按键按下去时数码管暂停。 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的 应用进一步的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统， 拥有正确的计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 1.2课程设计思路及描述
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 摘要 电子秒表是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，无机械装置，具有较长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。它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。本次实验所做电子式秒表由信号发生系统和计时系统构成,并具有清零,暂停功能。由于需要比较稳定的信号，所以信号发生系统555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器构成，信号频率为100HZ。计时系统由计数器、译码器、显示器组成。计数器由74 LS160构成，由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器，采用异步进位方式。译码器由74LS48构成，显示器由数码管构成。清零,暂停功能由RS触发器构成防抖动开关。具体过程为：由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号先进入计数器，然后传入译码器，将4位信号转化为数码管可显示的7位信号，结果以“分”、“秒”、“10毫秒”依次在数码管显示出来。该秒表最大计时值为59分59.99秒，“10毫秒”为一百进制计数器组成，“分”和“秒”为六十进制计数器组成。 关键词：计时精度计数器显示器 Abstract Electronic stopwatch is the realization of a digital circuit technology,.It can realize the hour, minute, second timer.It does not have mechanical means and has a longer life, so it has been widely used. The principle is a typical digital circuit, which includes a combination logic circuit and a timing circuit. The experiments can be done by electronic stopwatch constituted by the signal system and timing system, and has cleared pause function. Due to the need of a more stable signal, the signal generating system is constituted by the 555 Timer with the resistors and capacitors, and the signal frequency is 100Hz. Timing system contains the counter, decoder, display. Counter 74 LS160 constituted by the decimal counter the decimal and sexagesimal counter, which uses asynchronous binary. The decoder from 74LS48 constitute display digital tube constitute Cleared, the pause function by the RS flip-flop. Its specific process: the 100Hz pulse signal generated by the crystal oscillator and first into the counter, and then the incoming decoder, a 4-bit signal is converted to 7-bit signal of the digital control can be displayed, the result by "minute", "second", "10 milliseconds" turn on the digital display. The stopwatch timing is 59 minutes, 59.99 seconds, 10 milliseconds is the 150 binary counter, "minute" and "second" is the six decimal counter. Keyword:Timing accuracy counter display
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
本科学生设计性实验报告 学号：姓名： 学院：**学院专业、班级： 实验课程名称：简易秒表设计 教师：** 老师 开课学期：2013 至2014 学年第二学期填报时间：2014 年 6 月18 日
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是最小系统，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。 关键字：AT89C51；数码管；设计制作； 二、引言 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，LED 显示屏已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。LED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。LED 是发光二极管的简称（Light Emitting Diode）。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，由于亮度高、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。LED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LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED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进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LED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。 三、设计思想 该设计采用89C51单片机制作，P1口控制显示十位和各位，采用共阴极的方法，编写程序通过89C51的并口给单个七段数码管对应引脚提供相应电平，就可以显示内容了，需要注意的是因各段的发光二极管额定电流很小，所以需要限流保护数码管。 四、设计内容 根据生活中秒表的设计结构，可以得到如下整体的外围电路：
目录 1设计要求.. (1) 2设计方案及实现 (1) 2.1系统功能分析 (1) 2.2功能实现方案 (1) 3使用的元件及功能 (3) 3.1 89c51引脚图与功能说明 (3) 3.2 LED数码管 (6) 4实现电路图及调试 (6) 4.1实现电路图 (6) 4.2 调试及问题解决 (7) 4.3 仿真结果 (7) 5心得体会 (8) 6 参考文献 (9) 7 附录 (9)
电子跑秒表的设计 内容提要：本次课程设计通过电子秒表的设计与制作，学 到了单片机最小系统的概念与设计，对单片机调用、定时等功 能模块有了进一步的了解，并利用这个设计对单片机的编程方 法有了一定程度的深入了解，并对51单片机有了深入的了解。 关键字：89c51单片机、键控、中断、数码管显示 1设计要求 以89s51单片机为核心芯片，设计一个模拟电子跑秒表，要求如下： A、利用LED显示秒表的计时过程； B、可以对秒表进行初始时间设置； C、可以调整秒表的时间。 2设计方案及实现 2.1系统功能分析 本次课设设计电路通过以下四个按键实现要求功能：Start键实现秒表的启动计时；Stop实现秒表的清零；Pause键实现计时的停止；Set键实现对秒表的时间预置。同时以上各键按下后能在数 码管上清晰显示时间的改变，以供使用者操作以及测试。 2.2功能实现方案 由系统的功能分析可以得到，功能的实现是通过对按键的控制得到，在源代码的编写中则可以通过对各个按键的调用实现键控功能，同时显示在数码管上。设计语言采用汇编语言，通过对按键的判断（JNB语句）以及调用（DISP，INC等），完成键控数码
《电子设计自动化》 课程设计报告 学校：湖北师范学院 专业：信息工程 班级：0703班 姓名：余娇、徐蜜、游薇、张志豪、黄文城指导教师：梅斌老师、陈琦老师 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。
郑州科技学院 微机原理课程设计（论文） 题目_基于8086的秒表设计与实现_ 学生姓名程昭昭 专业班级计科一班 学号201115003 所在系信息工程学院 指导教师王清珍 完成时间2013年12月13日
目录 摘要 (3) 1 99秒秒表设计背景及目的要求 (3) 1.1 99秒秒表设计背景 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3硬件选择 (2) 1.4设计内容 (2) 2 设计方案及基本原理 (2) 2.1 预备知识 (2) 2.2 LED显示原理 (4) 2.3 元器件选择 (4) 2.4 系统设计 (4) 2.5硬件工作原理 (5) 2.6 硬件连接 (4) 3 设计流程 (5) 3.1设计步骤 (5) 3.2程序代码 (6) 4 程序 (7) 4.1 main.c主程序 (7) 4.2 key.asm ——键盘扫描子程序 (11) 5 调试结果及分析 (24) 5.1 调试结果 (24) 5.2 结果分析 (25) 6 结论与分析 (25) 7 参考与文献 (25)
摘要 本设计是设计一个芯片控制的多功能秒表系统。近年来随着科技的飞速发展，单的应用正在不断的走向深入，同时带动着传统控制检测日新月异更新。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。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够实现两位LED显示，显示时间为00～99秒，每秒自动加1，能正确地进行加、减（倒）计时，快加，快减，可以同时记录4个相对独立的时间，通过上翻下翻来查看这4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，加减计数程序，快加快减程序，中断，延时程序，按键消抖程序等，并在WAVE中调试运行，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。 关键词： AT89C51 99秒 【设计题目】99秒秒表设计 1 99秒秒表设计背景及目的要求 1.1 99秒秒表设计背景 目前，单片机正朝着高性能和对品种方向发展，趋势是进一步向着CMO化，低功耗，小体积，大存量，高性能，低价格和外国电路内装化等几个方面发展。 单片机应用的重要意义还在于他从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是秒表、数字钟等显示时间类的装置，此装置是一种用数字电路实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 此设计利用凌阳科技公司的凌阳16位单片机SPCE061A为主控芯片，充分利用61板上面的三个按键，完成一个简易的现实系统——99秒秒表。 61板是一套完整的16位单片机开发系统，可直接把程序下载到61板上进行调试和封装。集成度高、运算速度快、体积小、运算可靠、价格低廉，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能仪器仪表、网络技术等方面得到广泛应用。 1.2 设计目的
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
设 计 报 告 课程名称 ＿＿＿＿＿＿＿ 设计题目 ＿＿＿＿＿＿＿ 指导老师 ＿＿＿＿＿＿＿ 学 生 ＿＿＿＿＿＿＿ 学 号 ＿＿＿＿＿＿＿ 现代电子技术综合实验 数字式秒表设计与实现 兰 瑞 志 2013040204029 刘 曦
目录 1 引言 (4) 1.1课程设计的目的 (4) 1.2课程设计的内容 (4) 2 EDA、VHDL简介 (5) 2.1 EDA技术 (5) 2.2硬件描述语言——VHDL (5) 2.2.1 VHDL语言的特点 (6) 2.2.2 VHDL语言的设计流程 (8) 3 设计过程 (9) 3.1设计规划 (9) 3.2原理框图 (10) 3.3各模块的功能 (10) 3.3.1分频器 (10) 3.3.2计数器 (11) 3.3.3数据锁存器 (11) 3.3.4显示译码电路 (11) 3.3.5控制电路 (12) 3.3.6按键消抖电路 (12) 3.3.7顶层文件 (13) 4 硬件电路仿真 (13)
4.1分频器仿真 (13) 4.2模6计数器仿真 (14) 4.3模10计数器仿真 (14) 4.4控制电路仿真 (14) 5 实验总结 (15) 5.1实验结论 (15) 5.2心得总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (16) 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。而且将来的不久它们的身影将会更频繁地出现在我们身边。电脑各部分在工作时多是以时间为基准的。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了重要的角色。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，它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，提高与计算机有关的设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的能力。 1.2课程设计的内容 秒表的计时范围是00’00”00到59’59”99。有两个按钮开关start/stop和split/reset，控制秒表的启动、停止、分段和复位。