1、引言

在現實生活中，秒表是一種經常運用的器件，特別是在體育競賽方面，在測試跑步成績時，除了需要一般的計時功能外還需要具有暫停（記錄當前時間）以及復位（清零，為下一次測試做準備）的功能，非常具有實用性。按下啟動開始計時，通過2個開關的閉合和關斷來實現電路的暫停和復位功能。

2、總體思路

首先，需要了解74LS161的內部器件，以及各個端口所代表的意義，特別是要注意各個功能啟動的條件。然后連接電路，由于需要實現0-59，兩位數的計數最簡單的就是利用2片74LS161，分別顯示。利用清零端口對數字進行清零，并且將低位計時器的輸出，通過74LS00與74LS20的連接改變0，1關系，作為高位數計時器的輸入使用，從而達到目的。其現象和結果通過七段數碼管顯示。

3、電路設計，仿真

3.1、74LS161（同步二進制加計數器）

74LS161是一種性能比較高，同時能量消耗較小的CMOS4位同步二進制加計數器，可以工作的電壓范圍是1.2-3.6V，并且在邏輯上輸入端可以承受5.5V的電壓，所以在仿真中可以直接用5V的電壓連接輸入端。其工作速度很高，延遲時間僅3.9ns，工作頻率最多可達200MHZ，并且工作時的速度很快。

3.2、74LS00和74LS20

74LS00和74LS20雖然都是與非門，但是輸入端的數目不同，74LS00一個芯片內有4組二輸入的與非門。而74LS20一個芯片內是有2組四輸入的與非門。除此之外沒有任何區別，同樣都是實現先與后非的邏輯關系。

3.3、電路設計和仿真

首先知道74LS161啟動的條件，以及清零（復）位的條件還有暫停的條件是什么。其時鐘輸入端口CP為1時，有時鐘輸入時，才會啟動。而異步清零端口CR則是在外部輸入為0時才作用，這是因為系統內部默認的都為1有效，但是在硬件設計上有一個“非”的關系，由于這個關系，變成了外部0有效。暫停則只需要使“使能端”CET（CEP）為0即可實現，產生的數據將會暫停顯示在七段數碼管上，而不會消失。

從邏輯上看，產生0-59，60個數字。先看個位上，首先是0-9的基本計數，當數字為9時，將會產生進位，在下一個脈沖到來時，十位上的計數器開始啟動，顯示為1.而個位上的數字9，會清零，并且開始下次的計數，此時十位上的數碼管顯示為1不變，個位上的計數器繼續0-9的計數，當個位數字又變為9時，下一個脈沖時，又會進位，十位上的計時器啟動，顯示為2，并且保持不變，個位上的計數器開始下一次的

循環計數。當十位數字上的計數器達到5，個位上顯示為9時，在下一個脈沖到來時，十位和各位的計數器會同時進行清零（復位）操作。此時又開始從00計數，完成循環計數的目的。

個位的計時器是最先開始計數的，所以需要時鐘脈沖來產生信號，其輸出為0-9，當輸出為9時，換算成二進制碼也就是1001，考慮到當各位為9是，十位上的計時器在下一個脈沖到來時要開始計數。而且硬件是用的也是非門，所以是低電平有效，即是說當十位計數器的時鐘端口輸入為0是，十位上的計數器開始計數。由于使用的是與非門，所以就要使得與非門的輸入為0，再連接到十位計數器的時鐘端口上。還要考慮到0-8時，不能誤操作，所以將最高位和最低位直接連接在74LS20的兩端，再將其他兩位取反后在接到74LS20的另外兩個端口上。此時，當個位上的輸出端輸出1001時，四輸入的與非門的輸入就為1111，進行與非關系的運算以后，結果為0，使得十位上的計數器開始計數。完成進位。