沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：数字逻辑课程设计课程设计题目：田径运动会计时器的设计院（系）：计算机学院专业：班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：2013年7月5日课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个田径运动会计时器电路，技术指标如下：①秒表的最大计时值为99分59.99秒②6位数码管显示，分辨率为0.01秒；③具有清零、启动计时、暂停及继续计数的功能；二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2．进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1.阎石主编．数字电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩指导教师日期1一、概述在运动会上，特别是田径运动会上，计时器是不可或缺的。而本次的课程设计即计时器的设计正是满足于田径运动会各种比赛所需要的计时。计时器是实现分、秒、毫秒计时的装置，无机械装置，具有较长的使用寿命，也因此得到了非常广泛的使用。计时器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。本次课设主要是由信号发生系统和计时系统构成。信号发生系统是一个100Hz的脉冲。计时系统由计数器、译码器、缓冲器、显示器组成。其中，计数器由74LS160构成，这是一个十进制的计时器。用这样的十进制计数器组成了六十进制计数器和一百进制的计数器，采用异步进位方式。译码器由74LS48D构成。显示器由数码管构成，这样就可以显示出不同的数字变化。本次实验要求设计的计时器最大计时值为99分59.99秒。具体过程为将大小100Hz脉冲信号传入计数系统，先进入计数器，将“分”和“10毫秒”设为为一百进制，“秒”为六十进制。将74ls160的对应的输出接入到译码器的输入端。然后通过缓冲后再进入数码管。将4位信号转化为数码管可显示的7位信号，将分秒计数器中的输出信号转化为可视化的数字显示。本课程设计报告主要有六部分组成。包括概述、方案论证、电路的设计、性能的测试、性价比、结论及设计体会。二、方案论证方案一:用石英振荡器产生一个大小为100Hz的时钟脉冲信号。计数器采用74ls置数法。对于分和毫秒信号进行百分制进位，秒是六十进制进位。所设计的计时器最大计时值为99分59.99秒，所以用到六个数码管。用一个SR锁存器和与非门构成控制电路的暂停和继续。原理图如图1所示：译码和显示分、秒、毫秒计数开关控制电路脉冲信号图1方案一原理图1方案二:因为题目要求分辨率为0.01秒，故用一个555与与电阻、电容构成555多谐振荡器来产生大小为100Hz的基准毫秒脉冲信号。题目要求最大计时数是99分59.99秒，对于毫秒以及分钟采取百进制进位，对于秒采取六十进制进位，通过将六个个74ls160计数器采用串联方式构成。之后再将74ls160的对应的输出接入到译码器的输入端。计时器是必须有一个数字显示。按设计要求，所以须用六个七段数码管来做显示器。最后，用两个控制键分别来实现计时器的启动、暂停、继续、清零的功能。其中用一个控制健实现计时器的清零功能。再用一个控制键实现计时器的启动、暂停、继续计数功能，分别实现以上模块功能，即可设计出符合要求的计时器。原理图如图2所示：图2方案二原理图通过比较，决定用第二种方案。虽然两种方案都可以实现所要求的功能。但是第一种方案所需要的石英振荡器价格昂贵。所以我选择第二种方案。三、电路设计1．基准脉冲电路设计脉冲信号发生电路是由555定时器和电阻以及电容组合而成。555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，它的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，输出驱动电流大约为200mA。555定时器是由两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三个电阻为5KΩ的构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出...
