数字式秒表

摘要

现今信息时代正是一个高度发展的产业，而数字技术是信息的基础，数字技术是目前发展最快的技术领域之一，数字技术在数字集成电路集成度越来越高的情况下，开发数字系统的使用方法和用来实现这些方法的工具已经发生了变化，规模大的集成电路基本模块结构仍需要基础单元电源电路，因此用基本逻辑电路来组成的大规模或着中规模的数字电路也需要我们掌握。  

二进制数及二进制代码是数字系统中信息的主要表示形式，与、或、非三种基本逻辑运算是逻辑代数的基础，相应的逻辑门成为数字电路中最基本的元件。由与、或、非门构成的组合逻辑功能器件分别有编码器、译码器、数字分配器、数字选择器、加法器、比较器以及触发器等。与模拟技术相比，数字技术具有许多优点，这也是数字技术取代模拟技术被广泛使用的原因。

本次的设计任务是一个数字秒表，它的目的是对从某一时刻到另一时刻的时间间隔进行计时。

在翻阅相关资料后，我们把秒表的设计分成了三大部分：基准脉冲产生部分；控制部分和计数、译码、显示部分。基准脉冲产生部分由石英振荡器和由计数器组成的分频器构成。在石英振荡器中，石英晶体的固有频率是1MHz，即振荡器的输出为1MHz的矩形脉冲。而分频器将1MHz分频为100Hz的基准脉冲。 

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　

基准脉冲；计数器；译码器；  数码管 

目录

第一章系统概述……………………………………………………………….4

1.1数字式秒表的设计意义.................................4

1.1.1数字式秒表的设计要求与分析……………………………… ..4

1.2 总体设计方案框图及分析 ………………………………………..5

第二章 电路设计与分析………………………………………………………..6

       2.1单元电路的设计与分析……………………………………………6

       2.1.1 基准脉冲的获取…………………………………………………6

       2.1.2由石英晶体构成的多谐振荡器………………………………….8

2.1.3方案的比较与选择……………………………………………….8

第三章 分频电路………………………………………………………………..10

       3.1 分频电路的设计…………………………………………………...10

       3.1.1 控制电路的选择…………………………………………………12

       3.1.1.1启动和暂停控制开关…………………………………………12

第四章 功能设计………………………………………………………………14

       4.1 清零开关的设计………………………………………………….14

       4.2 计数、译码、显示单元的设计………………………………….14

       4.2.1 计数器的设计…………………………………………………..14

       4.2.1.1 将74S161构成十进制计数器可采用以下两种反馈方法…15

第五章 显示电路及调试………………………………………………………17

       5.1 译码显示电路…………………………………………………….17

       5.1.1 计数、译码与数码管匹配电路的连接图……………………..18

       5.2 系统原理与调试………………………………………………….19

       5.2.1 系统综述………………………………………………………..19

       5.2.1.1 各部分工作原理……………………………………………...19

       5.2.1.2 电路工作原理………………………………………………...19

       5.2.1.3 实验调试……………………………………………………....19

第六章 电路图………………………………………………………………….21

       6.1 总体电路图………………………………………………………..21

       6.2 全文总结…………………………………………………………..22

       参考文献………………………………………………………………23

       致谢……………………………………………………………………24