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数字式秒表实验报告

摘要

本次设计任务是设计一个数字式秒表

经查阅资料后我把实验分为1.脉冲产生部分。2.电路控制部分。3.计数

部分4.译码部分。5显示部分。

脉冲产生部分我选择555多谐振荡器，产生100Hz的脉冲。经参考资料，

电路控制部分：启动和暂停控制开关使用由RS触发器组成的无抖动开关。

使用74ls160计数器计数，7447译码器驱动共阳极七段显示器。

实验要求

1.秒表最大计时值为99分59.99秒；

2.6位数码管显示，分辨率为0.01秒；

3.具有清零，启动计时，暂停及继续计数等控制功能；

4.控制操作间不超过二个。

实验分析

数字式秒表，所以必须有一个数字显示。按设计要求，须用七段数码管来做显示器。

题目要求最大记数值为99，59，99，那则需要六个数码管。要求计数分辨率为0.01秒，

并且需要相应频率的信号发生器。

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选择信号发生器时，有两种方案：一种是用晶体震荡器，另一种方案是采用集成电

路555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器。经过查询资料，555多谐振荡器性能稳

定，故采用555多谐振荡器。

数字式秒表是一个频率（100HZ）进行计数的计数电路。由于数字式秒表计数的需

要，故需要在电路上加一个控制电路，该控制电路清零、启动计时、暂停及继续计数等控

制功能，同时100HZ的时间信号必须做到准确稳定。数字电子钟的总体图如图所示。由

图可见，数字电子钟由以下几部分组成：555振荡器秒脉冲发生器，防抖开关；秒表控

制开关；一百进制秒、分计数器、六十进制秒计数器；以及秒、分的译码显示部分等

七段显示器

译码器译码器译码器

100进制计数器60进制计数器100进制计数器

控制开关

555多谐振器

1．555构成的多谐振荡器

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555构成的多谐振荡器电路图

555多谐振荡器工作波形

多谐振荡器工作波形

周期计算

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2.多谐振荡器仿真图

根据设计要求，需要产生一个频率为100HZ的信号，由于f=1/T,带入可以算出

R1=R1=4.7KΩ,在仿真软件上仿真的时候可以设置电阻为4.7KΩ，加上一个50Ω的电位

器来调节脉冲信号的精确度。就可以得到一个频率为100HZ的脉冲了

二、控制电路

1.启动和暂停控制开关

启动和暂停控制开关是由基本RS触发器构成的。基本RS触发器是由两个与非门交叉

耦合而成的，是TTL触发器的最基本组成部分，其逻辑图如图1.8所示，它能够存储1

位二进制信息，但存在R+S=1的约束条件。

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基本RS触发器的用途之一是作无抖动开关。例如触发器是具有记忆功能的二进制信

息存储器件，是时序逻辑电路的基本器件之一。在图1.9（a）所示的电路中通过希望在

开关S闭合时，A点电压的变化是从+5V到0V的清楚跃迁，