利用數電課程中學習的單元邏輯電路和邏輯門，設計電子秒錶，了解計數器、顯示器、解碼器、觸發器、單穩電路、多諧振盪器的原理及應用，熟悉儀器設計、安裝、除錯的基本方法和步驟。
1 設計要求
a）利用邏輯電路設計兩位電子秒錶，實現9.9秒計時。
b）設計兩個按鈕，控制「啟動」和「停止」操作。也可設計單按鈕，按一下「啟動」，再按一下「停止」。
2 任務
a）方案選擇與論證。方案的原理框圖，單元電路設計與計算說明，元器件選擇和電路引數計算說明，畫出總體電路圖。
b）電路安裝。
c）除錯。
d）撰寫課程設計報告。
3 時間安排
a）電路設計1.5天。
b）電路安裝1.5天。
c）除錯1天。
d）課程設計報告1天。
4 總體方案設計
根據設計任務要求，電子秒錶採用多諧振盪器、0.1秒脈衝電路、計數器、解碼器、顯示電路、復位電路、啟停控制電路的組成方案。原理框圖如圖1所示。
圖1 2位電子秒錶設計方案
5 單元設計
5.1 多諧振盪器
採用555時基電路組成多諧振盪器，產生50hz的脈衝訊號，週期為20ms。電路如圖2所示。
圖2 多諧振盪器電路
引數計算：振盪週期t=20ms=0.02s
計算公式：t=0.7(r1+2r2)c 占空比q=（r1+r2）/（r1+2r2）
取c=0.33f
0.7(r1+2r2)x0.33x10-6=20x10-3
r1+2r2=20x103/0.7x0.33=86.58x103
取占空比q=3/4， r1=2r2
r2=86.58x103/4=21.645k
取標稱值r2=20k
r1=86.58k-40k=46.58k
考慮到元器件的誤差，r1用乙個固定電阻和乙個電位器代替，對振盪週期進行微調。r1取標稱值39k，電位器取10k。
c2為濾波電容，取0.01。
5.2 0.1秒脈衝發生器
用五進製計數器對多諧振盪器產生的20ms脈衝計數，輸出5x20ms=0.1秒脈衝，採用二-五-十進位制計數器74ls90，按五進製計數器接線對多諧振盪器輸出的20ms脈衝計數，由於該晶元無進製端，計夠5個數時q3=1，計第6個數時q2清零，故用q3作為進製端，輸出0.1秒脈衝。
電路如圖3。
圖3 0.1秒脈衝發生器
5.3 啟動/停止電路
設定兩個按鍵，分別控制電子秒錶的啟動或停止。由與非門組成基本rs觸發器，兩按鍵分別控制r、s端，使觸發器復位或置位。採用置位啟動方式，q端控制門開關，為高電平時開啟門輸出計數脈衝，開始計數。
低電平時關閉門，禁止計數脈衝輸出。啟動計數時應同步清空計數器，因此，採用q輸出清零脈衝。電路如圖4。
圖4 啟動/停止電路
5.4 復位電路
由rs觸發器輸出的清零訊號是低電平訊號，而計數器需在啟動時復位，啟動後輸入脈衝時計數，因此需將復位電平轉換成復位脈衝，其寬度既能滿足計數器復位的需要，又低於計數脈衝週期，保證啟動後準確計數。計數值在停止計數時應保持，因此又要求停止計數時不清零。
根據以上分析，採用微分電路將清零訊號下跳沿轉換成微分脈衝，其幅度應大於閘電路的閾值電壓vt。再由單穩觸發器將微分脈衝轉換成寬度滿足要求的復位脈衝。電路如圖5，
74ls90的功能表可知，r端為高電平時復位，低電平時計數。因此，用非門將v01反相輸出v0，送至74ls90的r端，清零後保持計數狀態。
圖5 復位電路
輸出脈衝寬度應遠小於計數脈衝，選c=4700p，r=470ω
tw=0.85rc=0.85x470x4700x10-12=1.88s
遠小於20ms的脈衝寬度，不影響計數。
單穩觸發器用窄脈衝觸發，要求觸發脈衝寬度小於輸出脈衝寬度，採用微分電路，既要保證微分脈衝足夠窄，又要保證穩態時門輸入為高電平。
選擇分壓電阻為1.5k和1k，分壓vi2=5x1k/(1.5k+1k)=2v，大於高電平最小值1.
8v，滿足穩態時門輸入為高電平。設清零訊號高電平為3.6v，穩態時電容c上電壓值vc=1.
6v，清零訊號變為低電平0.3v時，選微分電容510p，充電時間常數1.5kx510x10-12。
5.5 計數器
2位電子秒錶第一位顯示單位為0.1秒，第二位顯示單位為秒，均為逢十進一，需兩個十進位制計數器，為遵循元器件種類最少原則，同樣採用74ls90，根據真值表組成十進位制計數電路如圖6。
5.6 解碼及顯示
解碼選用74ls48，配合共陰極七段數碼顯示，計數顯示解碼器輸入直與計數器輸出相連，原理電路如圖。
6 元器件清單
7 電原理圖
8 參考文獻
8.1 《數位電路》p99-p103，p134-p136，p187-p189，p229-p231，p242-p243，范文兵主編。
8.2 《電子技術試驗》實驗十三電子秒錶鄭州大學。
電子秒錶設計
題目 電子秒錶的設計與製作 設計任務 一 概述 該專案設計是在模擬電子技術和數字電子技術課程的基礎上進行的乙個系統性的實踐，通過對電子秒錶電路的設計，把所學的知識有機的聯絡起來，應用典型電路和一些器件功能相結合，構成一套完整的實用電路系統，使理論知識得到實際運用 通過本次實踐，將為今後專業課程學習和...
電子秒錶的設計一
一 設計的內容及要求 設計乙個電子秒錶，使其能實現從0 9999的計數功能 二 電路的工作原理 實現從0 9999計數是通過四片74160的級聯，當輸入時鐘脈衝時，輸出便不斷計數，直到計數到最大範圍9999，每一片74160在有脈衝訊號輸入的條件下，都可以從0 9連續變化，故用四片74160就可以實...
數字秒錶的設計
目錄1 引言 1 1.1 課程設計的目的 1 1.2 課程設計的內容 1 2 eda vhdl簡介 1 2.1 eda技術 1 2.2 硬體描述語言 vhdl 2 3設計過程 4 3.1 設計規劃 4 3.2 各模組的原理及其程式 4 3.2.1控制模組 5 3.2.2時基分頻模組 5 3.2.3計...