"基于FPGA的电子秒表设计与实现"

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目前已经走过了漫长的历史。随着科学技术的发展,电子技术的应用已经成为了时代的潮流。电子秒表作为电子产品的一种,其具备了精准计时、便携使用等优点,因此在日常生活和工业领域中得到了广泛的应用。 2. 设计实现的基本功能 本设计的电子秒表主要由74LS00,555定时器,RS触发器,74LS90等器件组成。其工作原理是通过输出连续脉冲给加法计数器,而加法计数器再通过译码器来显示所记忆的脉冲周期个数。整个秒表具有清零/启动信号以及停止/保持信号装置,以便用户能够随意停止和启动秒表。同时,计数器的输出全都为BCD码输出,方便显示译码器连接。秒表的显示以0.01s为最小单位,具备了精确计时的功能。 3. 设计的结构安排 本设计遵循了简单易行的原则,按照设计任务的次序,逐个进行单元电路的接线和调试测试,直到整个电子秒表的功能全部测试通过。在硬件设计上,采用了基本RS触发器作为电子秒表的开关,并通过时钟发生器和计数器来实现计时功能。在软件设计上,则包括了分频模块、计数模块、启停控制模块和显示控制模块等,通过这些模块的相互配合,最终实现了电子秒表的精准计时功能。 4.系统硬件设计 在系统的硬件设计中,使用了74LS00,555定时器,RS触发器,74LS90等器件,并对整个电子秒表的逻辑结构进行了详细的介绍和设计原理的解释。此外,也对各个器件的功能进行了简要的介绍,并详细描述了功能测试的过程和结果。 5.系统软件设计 在系统的软件设计中,详细介绍了电子秒表的设计方案,以及各个模块的功能和实现原理。包括了分频模块、计数模块、启停控制模块和显示控制模块等,通过这些模块的配合,最终实现了电子秒表的精准计时功能。并且对编译仿真进行了详细的阐述和说明。 6.总结 本设计基于简单易行的原则,通过逐个单元电路的接线和调试测试,最终实现了功能完备且经典的电子秒表设计。其功能包括了清零/启动信号和停止/保持信号装置,具备了精确计时的功能,并且采用了BCD码输出,方便了显示译码器的连接。通过对硬件和软件设计的详细介绍和分析,使得整个电子秒表的设计过程清晰可见,最终呈现了一份经典而没有缺憾的设计结果。 通过对电子秒表的设计过程的详细介绍和分析,可以更加深入地理解电子秒表的工作原理和设计思路。同时,在实际的应用中也能够更加准确地进行调试和应用。这对于电子工程领域的学习和实践都具有一定的参考价值。 关键字:电子秒表,FPGA,74LS00,555定时器,RS触发器,BCD码,逻辑设计。
2023-02-27 上传
电子秒表设计报告 设计要求: 用89C51,外接晶振,复位电路,二个数码管,二个按键,做一个电子秒表,具体要求为 用按键起停电子表,可用按键设计倒计时时间(如10S,20S,60S),并启动倒计时功能 。能用按键选择以上两功能之一。 实现原理: 利用12M晶振的一个机器周期为1微秒,通过循环产生1秒时间延迟,扫描单片机中所存 放的时间的值(可正记时,也可倒计时),并通过输出显示在数码管上。 电路图: p0.0—p0.7对应了两个接数码管的A,B,C,D,E,F,G和小数点位,p2.6接显示个位数的数码 管的3、8引角,p2.7则接十位数的。p3.6、p3.7分别接按键。 流程框图: 程序代码: a_bit equ 20h ;数码管个位数存放内存位置 b_bit equ 21h ;数码管十位数存放内存位置 temp equ 22h ;计数器数值存放内存位置 ;开机初始化 MOV P3,#0FFH;对P3口初始化,设置为高电平,用于按键输入 MOV P0,#0FFH;使显示时间数码管熄灭 ;等待按键输入 ;根据按键的输入判断执行什么功能 ;按键1按下则执行功能1 START:JB P3.6,$;循环判断开始按钮K1是否按下? ACALL DELAY10;延时10毫秒触点消抖 JB P3.6,START1;如果是干扰就返回 JNB P3.6,$;等待按键松开 ljmp gn1 ; 按键2按下则执行功能2 start1: jb p3.7,$;循环判断开始按钮K2是否按下? ACALL DELAY10;延时10毫秒触点消抖 JB P3.7,START;如果是干扰就返回 jnb p3.7,$ ljmp gn2 ;数码管显示秒表时间的程序 gn1: ;先初始化 MOV P3,#0FFH;对P3口初始化,设置为高电平,用于按键输入 MOV P0,#0FFH;使显示时间数码管熄灭 mov a,#0 mov temp,a goon1: MOV R2,#2 js1: MOV R3,#250 TIME1: mov a,temp ;将temp中的十六进制数转换成10进制 mov b,#10 ;10进制/10=10进制 div ab mov b_bit,a ;十位在a mov a_bit,b ;个位在b mov dptr,#numtab ;指定查表启始地址 mov r0,#4 dpl1: mov r1,#250 ; dplop1: mov a,a_bit ;取个位数 MOVC A,@A+DPTR ;查个位数的7段代码 mov p0,a ;送出个位的7段代码 mov p0,a ;送出个位的7段代码 clr p2.7 ;开个位显示 ACALL DELY1;显示1毫秒 setb p2.7;关闭个位显示,防止鬼影 mov a,b_bit ;取十位数 MOVC A,@A+DPTR ;查十位数的7段代码 mov p0,a ;送出十位的7段代码 clr p2.6 ;开十位显示 ACALL DELY1;显示1毫秒 setb p2.6;关闭十位显示,防止鬼影 ;插入一段判断定时过程中是否有按键输入的程序段 C1: JB P3.6,B1 ACALL DELAY10;延时10毫秒消抖 JB P3.6,C1 JNB P3.6,$;等待按键松开 zt1: MOV P3,#0FFH;对P3口初始化,设置为高电平,用于按键输入 jb p3.6,$;循环判断开始按钮K1是否按下? ACALL DELAY10;延时10毫秒触点消抖 JB P3.6,zt1;如果是干扰就返回 JNB P3.6,$;等待按键松开 B1: JB P3.7,loop1 ACALL DELAY10;延时10毫秒消抖 JB P3.7,B1 JNB P3.7,$;等待按键松开 AJMP OVER loop1: djnz r3,TIME1 ;2毫秒循环执行250次,时间约0.5秒 djnz r2,js1 ;循环执行2次,时间为1 秒钟 inc TEMP;满一秒钟对时间加1 MOV A,TEMP clr c subb a,#60 JNZ goon1;判断TEMP的数值是否为60?不为60循环 acall over ret gn2: mov a,#14h ; 设定倒计时的时间20S mov temp,a ;数码管显示倒计时时间的程序 ;初始化 MOV P3,#0FFH;对P3口初始化,设置为高电平,用于按键输入 MOV P0,#14H;使显示时间为设定的倒计时时间 goon2: MOV R2,#2 js2: MOV R3,#250 TIME2: mov a,temp ;将temp中的十六进制数转换成10进制 mov b,#10 ;10进制/10=10进制 div ab mov b_bit,a ;十位在a mov a_bit,