EWB技术设计数字秒表
2.2.1 题目二：电子秒表
（1）基本功能
①2位显示范围：0.1～9.9秒
②具有启动和停止秒表功能
（2）设计成果要求
①利用EWB技术在计算机上完成电路的设计与模拟；
②利用集成芯片、分立元件在实验室完成具体的电路，并能实现基本功能。
（3）主要器件
74LS00、74LS90、555、译码显示器
多功能数字钟（一）
一、设计目的
1．掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。
2．学会单元电路的设计方法。
二、设计原理
数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电
路按照设计要求可以由校分电路、清零电路和报时电路组成。具体的原理框图如图（一）所示。
图（一）数字计时器原理框图
下面对计时器的工作原理按其组成进行说明。
1． 脉冲发生电路
脉冲发生电路是为计时电路提供计数脉冲的，因为设计的是计时器，所以需要产生1Hz的脉冲
信号。这里可以采用石英晶体振荡器和分频器构成。
具体电路可由频率为f0=32768Hz=215Hz的晶振和14位二进制串行分频器CC4060实现。
CC4060最大分频系数是214，即
，则从CC4060上获得脉冲信号的最小频率为
，为了得到秒脉冲信号，还需要经过一个二分频电路，二分频电
路可以由触发器构成。
2． 计时电路
计时电路中的计数器，可以采用二——十进制加法计数器CC4518和四位二进制加法计数器
74161来实现。
3． 译码显示电路
译码器可以采用无需外加上拉电阻的四线——七线译码器7448来驱动共阴显示器。
4．报时电路
需要在某一时刻报时，就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号，选通报时脉冲信号，
进行报时。例如若在2分38秒时需要报时，则可按下面的方法设计电路。
设分所对应的计数器的输出为：1Q1，1Q2，1Q3，1Q4；秒十位所对应的计数器的输出为：
2Q1，2Q2，2Q3，2Q4；秒个位所对应的计数器的输出为：3Q1，3Q2，3Q3，3Q4；其中Q4
为高位，Q1为低位。
在2分38秒时三个计数器的输出分别为：1Q41Q31Q21Q1=0010；2Q42Q32Q22Q1=0011；
3Q43Q33Q23Q1=1000 则此时的触发信号F=1Q22Q22Q13Q4 ；而报时脉冲信号可以由
CC4060输出分频信号中得到，低音选用1kHz，高音选用2kHz信号。
报时电路如图（二）所示：
图（二）报时电路
5． 校分电路
设置一个开关，当开关打到“正常”档时，计数器正常计数；当开关打到“校分”档时，
分计数器可以进行快速校分，即分计数器可以不受秒计数器的进位信号控制，而选通一
个频率较快的校分信号进行校分。校分电路参考原理图如图（三）所示：
图（三）校分电路
校分电路的工作原理是：正常计数时开关打在“1”电平，与非门2被选通，与非门1
被封锁，秒进位产生的脉冲送至分计数器的时钟端；当开关打在“0”电平时，与非门1被
选通，与非门2被封锁，校分信号送至分计数器的时钟端。校分信号可由CC4060的分频信号得到。
6． 清零电路
设计一个清零电路，使之具有开机清零和不掉电清零两种清零功能：开机清零是指在
电路刚刚上电时可以使所有的计数器自动复位，即从零开始工作；不掉电清零是指在
电路正常工作时，按动清零开关，使计数器全部回零。清零电路参考原理图如图（四）所示：
图（四）清零电路
广州大学电工电子实验中心原文网址：http://eelab.gzhu.edu.cn/syzx/bbs/topic.asp?l_id=5&t_id=694
一、设计目的
1．掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。
2．学会单元电路的设计方法。
二、设计原理
数字计时器是由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路和控制电路等几部分组成的，其中控制电
路按照设计要求可以由校分电路、清零电路和报时电路组成。具体的原理框图如图（一）所示。
图（一）数字计时器原理框图
下面对计时器的工作原理按其组成进行说明。
1． 脉冲发生电路
脉冲发生电路是为计时电路提供计数脉冲的，因为设计的是计时器，所以需要产生1Hz的脉冲
信号。这里可以采用石英晶体振荡器和分频器构成。
具体电路可由频率为f0=32768Hz=215Hz的晶振和14位二进制串行分频器CC4060实现。
CC4060最大分频系数是214，即
，则从CC4060上获得脉冲信号的最小频率为
，为了得到秒脉冲信号，还需要经过一个二分频电路，二分频电
路可以由触发器构成。
2． 计时电路
计时电路中的计数器，可以采用二——十进制加法计数器CC4518和四位二进制加法计数器
74161来实现。
3． 译码显示电路
译码器可以采用无需外加上拉电阻的四线——七线译码器7448来驱动共阴显示器。
4．报时电路
需要在某一时刻报时，就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号，选通报时脉冲信号，
进行报时。例如若在2分38秒时需要报时，则可按下面的方法设计电路。
设分所对应的计数器的输出为：1Q1，1Q2，1Q3，1Q4；秒十位所对应的计数器的输出为：
2Q1，2Q2，2Q3，2Q4；秒个位所对应的计数器的输出为：3Q1，3Q2，3Q3，3Q4；其中Q4
为高位，Q1为低位。
在2分38秒时三个计数器的输出分别为：1Q41Q31Q21Q1=0010；2Q42Q32Q22Q1=0011；
3Q43Q33Q23Q1=1000 则此时的触发信号F=1Q22Q22Q13Q4 ；而报时脉冲信号可以由
CC4060输出分频信号中得到，低音选用1kHz，高音选用2kHz信号。
报时电路如图（二）所示：
图（二）报时电路
5． 校分电路
设置一个开关，当开关打到“正常”档时，计数器正常计数；当开关打到“校分”档时，
分计数器可以进行快速校分，即分计数器可以不受秒计数器的进位信号控制，而选通一
个频率较快的校分信号进行校分。校分电路参考原理图如图（三）所示：
图（三）校分电路
校分电路的工作原理是：正常计数时开关打在“1”电平，与非门2被选通，与非门1
被封锁，秒进位产生的脉冲送至分计数器的时钟端；当开关打在“0”电平时，与非门1被
选通，与非门2被封锁，校分信号送至分计数器的时钟端。校分信号可由CC4060的分频信号得到。
6． 清零电路
设计一个清零电路，使之具有开机清零和不掉电清零两种清零功能：开机清零是指在
电路刚刚上电时可以使所有的计数器自动复位，即从零开始工作；不掉电清零是指在
电路正常工作时，按动清零开关，使计数器全部回零。清零电路参考原理图如图（四）所示：
图（四）清零电路
广州大学电工电子实验中心原文网址：http://eelab.gzhu.edu.cn/syzx/bbs/topic.asp?l_id=5&t_id=694
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