用fpga实现数字时钟计时器

武汉理工大学《通信工程应用技术课设》报告

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 郭志强 工作单位： 信息工程学院

题 目: 通信工程应用技术课设——FPGA

一、 设计任务与要求

设计一个具有系统时间设置和带闹钟功能的24小时计时器中的应用。电子钟要求如下：

（１）计时功能：4位LED数字时钟对当前时间的小时和分钟进行显示，显示的最长时间为23小时59分。

（２）设置并显示新的闹钟时间：用户先按“set”键，再用数字键“0”～“9”输入时间，然后按“alarm”键确认。在正常计时显示状态下，用户直接按下“alarm”键，则已设置的闹钟时间显示在显示屏上。

（３）设置新的计时器时间：用户先按“set”键，再用数字键“0”－“9”输入新的时间，然后按“time”键确认。在输入过程中；输入的数字在显示屏上从右到左依次显示。例如，用户要设置新的时间 12：00，则按顺序输入“l”，“2”，“0”，“0”键，与之对应，显示屏上依次显示的信息为：“1”，“12”；“120”，“1200”。如果用户在输入任意几个数字后较

§1、4 用打点计时器测 速度

[新课导入]

问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器 的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？

曰咎 摆钟 秒表

壶漏

手表

原子钟

师：下面介绍国外两位与计时器发展有关的重要人物

伽利略 发现单摆的等时性

惠更斯 发明摆钟

一.打点计时器

电磁打点计时器

电火花计时器

1.电磁打点计时器：

直流？ 交流？

交流电源 工作电压： 4--6V

电磁打点计时器是一种使用低压交流的 计时仪器，其结构如图所示。它的工作电 压是4~6V。电源频率是50Hz时，它每隔 0.02s打一个点。

2.电火花计时器：

原理： 脉冲电流 经放电针、墨粉纸 盘放电。交流电源 工作电压：220V

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上留下墨 粉而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。 使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸 带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开 关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、 墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是 在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是 50Hz时，它每隔0.02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连 接在一起，打点计时器便在纸带 上打下一系列的点，这些点既记 录了运动物体在不同时刻的位置

目录

1课程设计的目的和意义 ................................................................................................................ 2

1.1设计目的 ............................................................................................................................. 2 1.2设计意义 ............................................................................................................................. 2 2系统方案设计及确定 ....................................................................................................................

计算机学院数字系统课程设计

第一章 系统概述

1.1 实验的目的与要求

1.1.1实验目的

1. 了解数字计时器的组成及工作原理； 2. 熟悉中规模集成电路的应用； 3. 掌握数字计时器的设计和实验；

4. 了解简单数字系统实验，调试及故障排除的方法。 1.1.2 实验要求

1. 根据设计任务要求，综合运用数字电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成设计课题。

2. 根据课题参考书籍，通过独立思考，深入研究课程设计中遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

3. 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。 4. 学会电子电路的连线安装和调试技能。

1.2 实验设计任务

1.2.1 设计任务内容

要求设计一个数字计时器，可以完成0分00秒-9分59秒的计时功能且及时准确，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时的功能。

1

计算机学院数字系统课程设计

第二章 数字计时器的设计过程

2.1 总体电路的草图与元件的选择

2.1.1 总体方案的设计草图

图 2.1

显示 显示 显示 整点报时 译码 译码 译码 分计数

单片机课程设计

目录

1 倒计时器设计要求 ................................................... 1 1.1设计要求 .......................................................... 1 1.2开发作用和意义 .................................................... 1 2.单片机 ............................................................. 2 2.1单片机概述 ........................................................ 2 2.1.1 单片机基础 ..................................................... 2 2.1.2 单片机与单片机系统 ..........................

/*1.按下启动键，秒表计时；按下停止键，秒表暂停计时； 2.再按启动键，秒表接着计时；再按下停止键，秒表暂停计时； 3.再按下停止键，秒表清零；

4.清零后能够回显两次记录的秒数； 5.完成整体设计，交出完整的课设报告。 */

#include

#include #include #include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

#define shuju P0 //LCD1602 P0输出显示数据 sbit wela=P2^7; //数码管位选锁存端 sbit dula=P2^6; //数码管段选锁存端 sbit key1 =P3^2; //启动命令 sbit key2 =P3^3; //停止命令 sbit key3 =P3^4; //清除键 sbit key4 =P3^5; // 空车

//********定义变量***************************** uchar flag; //标志位 uchar flag1; //标志位

第四节 实验 用打点计时器测速度

一、两种打点计时器

电磁打点计时器

电火花计时器

一、两种打点计时器 1、电磁打点计时器(计时仪器)

结 构线 圈 接 线 柱

永久 磁铁

振 片

限 位 孔

定 位 轴纸 带 复 写 纸

振 针

计 时 原 理

电磁打点计时器：是一种能够按照相同的 时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。N S N ~ N s

S

它使用交流电源，工作电压在的线圈中通 入50HZ的交流电时，电流1秒钟改变100次方 向，振片1秒钟震动50次，振针0.02S打一个点。

电源：交流电源(学生电源) 工作电压：6V以下 工作频率：50Hz 工作周期：0.02s实验误差：纸带与限位孔的摩擦，振针和 纸带接触会影响纸带运动，误差较大

二、电火花计时器(计时仪器)

结构

计时 原理

电火花打点计时器：是一种能够按照相同的时间 间隔，在纸带上连续火花放电打点的仪器。

使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸 带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时， 计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到 接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就 打出一列点迹。

电源：交流电源 工作电压：220V 工作频率：50Hz 工作周期：0.02s 优点：纸带运动时受到的阻力比

数字电子技术仿真报告

题 目： 时分计时数字钟 院 系： 控制与计算机工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： **

一、目的与要求

1．熟练运用Multisim进行数字电路的仿真实验； 2．制作一个能显示时、分、秒的数字时钟； 3．熟悉各元件的性能和设置元件的参数； 二、设计思路

1．电路结构图：

数字时钟主要由两个最基本的部分组成，一是时钟信号发生器。而是时、分、秒的计数器。一下是数字钟的结构框图。 数码显时计时2．电路原理： ⑴时钟信号发生器

数码显分计时数码显 秒计时1Hz脉冲发生器

时钟信号发生器是由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器构成，通过设置合适的R1、R2和C值可以将输出频率调整为1Hz。 在精度要求相对不高的情况下，多谐振荡器的振荡频率可由下式估算： f0=1/(0.69*(R1+2R2)*C)

那么，当R1=R2=10k，C=47μF。 ⑵秒计时电路

秒计时器是一个60进制的计数器，配上标准时钟信号就可以实现指示了。

用flash制作倒计时器的步骤

1. 打开flash软件点修改\\“影片”设置属性（帧频1，宽400px，高150px）。

2. 点插入层，插入4层，分别改名为背景、数值、控制、声音。将2、3、4层锁定。

3. 点背景的关键帧，在背景旁画一矩形，选中，按ctrl+alt+I调出信息框输入W=400px，H=150px，X=0px，Y=0px点“确定”。

4. 在背景旁画一矩形，选中，按ctrl+alt+I调出信息框输入W=340px，H=90px，X=30px，Y=30px点“确定”涂上不同颜色。

5. 点直线画四角的线，点窗口\\面板\\填充\\选斜直线，取合适色填充边框，选斜射线取色填充中间。选择边线点delete键删除画的线。

6. 做原件，点插入新建组件选“图形”画0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。选影片画“：”。点按钮画播放按钮、停止按钮、返回按钮。（向上按F7，经过按F7，向下按F6，执行按F6）.

7. 打开场景将按钮添加到第一场，点“动作”设置各按钮的作用（播放双击，停止双击，返回双击“转到”后，填1帧）。

8. 选到要加声音的帧，点

基于LabVIEW的秒表设计

摘要

数字式秒表是一种常用的计时工具，广泛用于各种比赛以及各类实验测量中。随着生活节奏的加快，人们时间观念的加强，各种计时器已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，并且人们已经不能满足于单一的某一种功能了。而如何在秒表的基础上，根据人们生活的需要增加相应的功能以方便人们的生活，便成为秒表设计方面的重点。

我基于LabVIEW设计的的秒表，具有秒表计时器、倒计时器、节拍器、时钟和闹钟的功能。其具有界面美观，简单易用，功能强大，精确度高等特点。此秒表的所有功能均可以独立运行，互不干扰，具有很好的用户体验。 关键词：秒表，计时，LabVIEW

第 II 页

Stopwatch design based on LabVIEW

Abstract

Digital stopwatch is a commonly used tool for timing.It is widely used in various competitions and