数字秒表课程设计

　　摘要：本文的数字秒表设计是利用数字电路，实现时、分、秒计时功能的装置。具有较长的使用寿命，因此得到了广泛的应用。

　　关键词：计时 精确 计数器 显示器 74LS160

　　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。它在人们日常生活中已逐渐崭露头角，大多数电子产品多是有计算机电路组成，如：手机、mp3等。而且将来的不久他们的身影将会频繁的出现在我们身边。各种家用电器多会实现微电脑技术。电脑各部分在工作时多是一时间为基准的。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一个重要角色。在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，他们对时间精确度达到了几纳秒级别。

　　1、 课程设计目的

　　① 掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；

　　② 学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；

　　③ 掌握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。

　　2、课程设计内容和要求：

　　2.1、设计内容

　　设计一个数字秒表，要求如下：

　　数字秒表的计时范围是0s～59分59.99秒，显示的最长时间为59分59秒。

　　1. 数字秒表的计时精度是10ms。

　　2. 复位开关可以在任何情况下使用

　　3. 具有启/停开关。

　　2.2、设计要求

　　①电路原理图和印刷板图；

　　②仿真图形和仿真结果。

　　3、数字电路的发展历程与分类方法

　　3.1 数字电路的发展

　　数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始，数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件；70年代末，微处理器的出现，使数字集成电路的性能产生质的飞跃。

　　数字集成器件所用的材料以硅材料为主，在高速电路中，也使用化合物半导体材料，例如砷化镓等。

　　逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路 。TTL逻辑门电路问世较早，其工艺经过不断改进，至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展，TTL的主导地位受到了动摇，有被CMOS器件所取代的趋势。

　　近年来，可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步，使数字电子技术开创了新局面，不仅规模大，而且将硬件与软件相结合，使器件的功能更加完善，使用更灵活

　　3.2数字逻辑电路分类

　　1、按功能来分：

　　（1）组合逻辑电路

　　简称组合电路，它由最基本的的逻辑门电路组合而成。特点是：输出值只与当时的输入值有关，即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能，输出状态随着输入状态的变化而变化，类似于电阻性电路，如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类。

　　（2）时序逻辑电路

　　简称时序电路，它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路（输出到输入）或器件组合而成的电路，与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是：输出不仅取决于当时的输入值，而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路，如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。

　　2、按电路有无集成元器件来

　　可分为分立元件数字电路和集成数字电路。

　　3、按集成电路的集成度进行分类

　　可分为小规模集成数字电路（SSI）、中规模集成数字电路（MSI）、大规模集成数字电路（LSI）和超大规模集成数字电路（VLSI）。

　　4、按构成电路的半导体器件来分类

　　可分为双极型数字电路和单极型数字电路。