内容发布更新时间 : 2024/5/19 21:30:18星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

一、设计说明

设计一个短跑计时器，其原理框图如图1所示。

超时报警 译码/显示 时标100Hz 门控电路 开关A 开关B 开关C

分/秒/毫秒计数/计时 图1 短跑计时器电路原理框图

二、技术指标

1．短跑计时器数码显示分、秒、毫秒；

2．最大计时限值为1分59秒99，超限值时应可视或可闻报警； 3．设计本电路所用的直流电源。

4．“键控”应为计时开始/继续（A）、计时停止/暂停（B）和复位/清零（C）等三个按键开关；

开关键控流程： 计时开始/继续（A）

计时停止/暂停（B）

计时复位/清零（C） 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。 2．进行实验数据处理和分析。 四、参考资料

1．阎石著. 数字电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2005年 2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，

2006年

3．赵淑范、王宪伟主编.电子技术实验与课程设计[M]. 北京：清华大学出

版社，2006年

4．孙肖子、邓建国主编.电子设计指南[M]. 北京：高等教育出版社，2006年

一、概述

在体育场上，除了身姿矫健的运动员，还少不了各种电子计数器的辅助。特

别是短跑项目，这样短跑计时器记录时间的准确与否将直接影响运动员的竞技公平性。这就需要设计一个计时精准的短跑计时器。其技术指标如下：

1．短跑计时器数码显示分、秒、毫秒；

2．最大计时限值为1分59秒99，超限值时应可视或可闻报警； 3．设计本电路所用的直流电源；

4．“键控”应为计时开始/继续（A）、计时停止/暂停（B）和复位/清零（C）等三个按键开关。

开关键控流程： 计时开始/继续（A）

计时停止/暂停（B）

计时复位/清零（C）

二、方案设计

首先设计一个毫秒信号发生器，可以利用555定时器做成的多谐振荡器来生成毫秒信号。对毫秒信号进行百进制进位，秒信号进行60s进位，因此不但要设计出一个百进制的加法计数器对毫秒信号进行记录，还需要一个六十进制的计数器对秒信号进行计数。

方案原理：时标100Hz信号通过门控电路送入毫秒计数器，当毫秒满99，产生进位，通过进位电路送入秒计数器，当秒满60后，进位至分位计数器；当系统到达1分59秒99时，报警器响起；用三个开关控制电路的各种操作。

方案原理框图如图1所示。

超时报警 译码/显示 时标100Hz 门控电路 开关A 开关B 开关C

分/秒/毫秒计数/计时 图1 短跑计时器电路原理框图

三．电路设计

1、时标产生电路

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器来产生时钟信号，用于计时。由555定时器组成的多谐振荡器电路如图2所示。

5VVDDR14.8kΩ47RSTDISTHRTRICON8VCCOUT3U10R24.8kΩC2C11uF625LM555CMGND110nF 图2 时标电路 图3 脉冲波形

由555定时器和外接元件R1、R2、C1构成多谐振荡器，R1，R2和C1是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C1的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C1充电，以及C1通过R2向放电端DIS放电，使电路产生振荡。电容C1在1/3VCC和2/3VCC之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波。振荡周期T=T1+T2。T1=(R1+R2)C1*ln2为电容充电