數(shù)字時鐘課程設計報告

1、<p>　　課 程 設 計 報 告</p><p>　　指導教師： 職稱: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一.設計任務和要求...............................................1</p>&l

2、t;p>　　1.1設計要求....................................................1</p><p>　　二.設計原理及框圖...............................................1</p><p>　　2.1設計原理.........................................

3、...........1</p><p>　　2.2設計原理框圖................................................1</p><p>　　三.器件說明.....................................................2</p><p>　　3.1器件名稱..............

4、......................................2</p><p>　　四.設計過程.....................................................8</p><p>　　4.1程序分部解析.................................................8</p><

5、p>　　4.2總設計圖...................................................13</p><p>　　五.仿真調(diào)試過程................................................14</p><p>　　5.1電路測試與仿真.......................................

6、.......14</p><p>　　5.2仿真過程中的困難及方案......................................14</p><p>　　六.心得體會....................................................15</p><p>　　七.參考文獻......................

7、..............................16</p><p><b>　　第1章 設計要求</b></p><p><b>　　1.1設計要求：</b></p><p>　　1.1.1穩(wěn)定的顯示時、分、秒。（要求二十四小時為一個計時周期）</p><p>　　1.1.2當電路發(fā)生

8、走時誤差時，要求電路有校時功能。</p><p>　　1.1.3電路有整點報時功能。報時聲響為四低一高，最后一響高音正好為整點。第2章 設計原理及框圖</p><p><b>　　2.1設計原理</b></p><p>　　數(shù)字時鐘由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼顯示、報時等電路組成。其中，振蕩器和分頻器組成標準秒信號發(fā)生器，直接決定計時系統(tǒng)的精

9、度。由不同進制的計數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計時系統(tǒng)。將標準秒信號送入采用六十進制的“秒計數(shù)器”，每累計六十秒就發(fā)生一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖。“分計數(shù)器”也采用六十進制計數(shù)器，每累計六十分，發(fā)生一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用二十四進制，可實現(xiàn)對一天二十四小時的累計。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)通過六位七段譯碼顯示器顯示出來，可進行整點報時，計時出現(xiàn)誤差

10、時，可以用校時電路校時、校分。</p><p><b>　　2.2設計原理框圖</b></p><p><b>　　第3章 器件說明</b></p><p><b>　　3.1器件名稱</b></p><p>　　3.1.1 74160N 數(shù)量：六個</p>&l

11、t;p><b>　　74160N真值表</b></p><p>　　3.1.2數(shù)碼管顯示器</p><p>　　數(shù)碼顯示管有兩種類型：1、共陰極型2、共陽極型六位七段譯碼器來顯示時、分、秒，同時當出現(xiàn)誤差時，通過它的顯示，可以用校時電路校時，校分。</p><p>　　3.1.3 74192N 數(shù)量：二個</p><p

12、><b>　　74192N真值表</b></p><p>　　3.1.4 與非門7400N 數(shù)量：三個</p><p><b>　　7400N真值表</b></p><p>　　3.1.5非門NOT 數(shù)量：六個</p><p><b>　　7404N真值表</b><

13、/p><p>　　3.1.6或門 數(shù)量：一個 </p><p>　　74ALS32N真值表 </p><p>　　3.1.7與門 數(shù)量：一個</p><p>　　74ALS08真值表</p><p>　　3.1.8 100HZ 5V脈沖</p><p>　　3.1.9四引腳或非門 數(shù)量：二個&

14、lt;/p><p>　　4002BD-5V真值表</p><p><b>　　第4章 設計過程</b></p><p>　　4.1 程序分部解析</p><p>　　4.1.1 分、秒程序解析（六十進制）</p><p>　　秒計數(shù)器和分計數(shù)器各由一個十進制計數(shù)器（個位）和一個六進制計數(shù)器（十位）串接

15、組成，形成兩個六十進制計數(shù)器，其中個位計數(shù)器接成十進制形式。十位計數(shù)器選擇QB與QC端做反饋端，經(jīng)與非門輸出至控制清零端CLR，接成六進制計數(shù)形式（計數(shù)至0110時清零）。個位與十位計數(shù)器之間采用同步級聯(lián)復位方式，將個位計數(shù)器的進位輸出端RCO接至十位計數(shù)器的時鐘信號輸入端CLK，完成個位對十位計數(shù)器的進位控制。將十位計數(shù)器的反饋清零信號經(jīng)非門輸出，作為六十進制的進位輸出脈沖信號，即當計數(shù)器計數(shù)至60時，反饋清零的低電平信號輸入CLR端

16、，同時經(jīng)非門變?yōu)楦唠娖?，在同步級?lián)方式下，控制高位計數(shù)器的計數(shù)。</p><p>　　4.1.2 時程序解析（二十四進制）</p><p>　　時計數(shù)器需要的是一個二十四進制轉(zhuǎn)換的遞增計數(shù)電路。個位和十位計數(shù)器均連接成十進制計數(shù)形式，采用同步級聯(lián)復位方式。將個位計數(shù)器的進位輸出端RCO接至十位計數(shù)器的時鐘信號輸入端CLK，完成個位對十位計數(shù)器的進位控制。二十四進制，十位計數(shù)器的輸出端Qb和

17、個位計數(shù)器的輸出端Qc通過與非門控制兩片計數(shù)器的清零端CLR，當計數(shù)器的輸出狀態(tài)為00100100時，立即反饋清零，從而實現(xiàn)二十四進制遞增計數(shù)。</p><p>　　4.1.3 校時、校分電路</p><p>　　校對時間一般在選定的標準時間到來之前進行，可分為4個步驟：首先把時計數(shù)器置到所需的數(shù)字；然后再將分計數(shù)器置到所需的數(shù)字；與此同時或之后應將秒計數(shù)器清零，時鐘暫停計數(shù)，處于等待啟動

18、階段；當選定的標準時刻到達的瞬間，按啟動按鈕，電路則從所預置時間開始計數(shù)。由此可知，校時、校分電路應具有預置小時、預置分、等待啟動、計時4個階段。在設計電路時既要方便可靠地實現(xiàn)校時校分的功能，又不能影響時鐘的正常計時，通常采用邏輯門切換。當Q=1時，輸入的預置信號可以傳到時計數(shù)器的CLK端，進行校時工作，而分進位信號被封鎖。例如，當Q=0時，分進位信號可以傳到時計數(shù)器的CLK端，進行計時工作，而輸入的預置信號分進位信號被封鎖。</

19、p><p>　　4.1.4 報時電路</p><p>　　報時電路由報時計數(shù)電路、停止報時控制電路和蜂鳴器三部分電路組成。其中，報時計數(shù)電路由兩個可逆十進制計數(shù)器74192組成（功能見表），在分進位信號觸發(fā)下，從計時電路保持當前小時數(shù)，并開始遞減計數(shù)，一直減到0為止，停止計數(shù)控制電路經(jīng)過邏輯電路判斷給出低電平，封鎖與門，阻止蜂鳴器工作，停止報時。</p><p>　　創(chuàng)

20、建如上圖所示電路，兩個計數(shù)器采用同步級聯(lián)方式連接，即將個位報時計數(shù)器的借位端BO接至十位報時計數(shù)器的減計數(shù)控制端DOWN。Io1~Io4將時計數(shù)器的個位輸出引進作為報時計數(shù)器個位的預置數(shù)，Io5~Io8將時計數(shù)器的十位輸出引入作為報時計數(shù)器十位的預置數(shù)。同時根據(jù)74192的功能表，Io9接電源，給兩個芯片的加計數(shù)控制端提供高電平。Io10接地，給兩個芯片的清零控制端提供低電平。Io11連接分計數(shù)器的分進位信號輸出端。兩片報時計數(shù)器的輸出

21、通過兩個4輸入的或非門輸出一個信號給輸出端口Io12，當兩個計數(shù)器都減為0時，可以向外輸出低電平以關(guān)閉使蜂鳴器工作的與門。與門的輸出反饋給端口Io13，給報時計數(shù)電路提供計數(shù)脈沖，從而實現(xiàn)蜂鳴器每響一次報時計數(shù)器正好減1，完成整點點數(shù)的報時。</p><p>　　4.1.5 秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　秒脈沖產(chǎn)生電路在此例中的主要功能有兩個：一是產(chǎn)生標準脈沖信號，二是可供整點報時所

22、需要的頻率信號。這里為了簡化電路，脈沖產(chǎn)生電路用1HZ的秒脈沖時鐘信號源。</p><p><b>　　4.2 總設計圖</b></p><p>　　第5章 仿真調(diào)試過程</p><p>　　5.1電路測試與仿真</p><p>　　5.1.1 啟動仿真電路，可觀察到數(shù)字時鐘的秒位開始計時，計數(shù)到60后復位為0，并進位到

23、分計時電路。</p><p>　　5.1.2 觀察到數(shù)字時鐘的分位開始計時，計數(shù)到60后復位為0，并進位到時計時電路。</p><p>　　5.1.3 開關(guān)K1可控制時計時電路的二十四進制計數(shù)方式的選擇。單擊控制鍵“C”，可實現(xiàn)計數(shù)方式的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　5.1.4 控制鍵“C”“B”可控制將秒脈沖直接引入時、分計數(shù)器，從而實現(xiàn)校時和校分功能。</p

24、><p>　　5.1.5 出現(xiàn)整點，即時計數(shù)器出現(xiàn)變化時，蜂鳴器會發(fā)出相應點數(shù)的報時（為得到短促響亮的聲響，一般將蜂鳴器的頻率設為100HZ）。</p><p>　　5.2 仿真過程中的困難及方案</p><p>　　(1)軟件使用問題。由于我們并沒有接觸過Mulitisim 10軟件，故而對軟件的使用方面存在著一定的困難。另外，由于軟件為英文版，所以給仿真過程中的調(diào)試

25、也帶來了極大的困難。為了克服這些比便，我們到圖書館查閱了大量的資料，并及時的向老師咨詢，從而順利的完成了仿真過程。</p><p>　?。?）無法驗證定時器產(chǎn)生1Hz脈沖和驗證蜂鳴器是否正常工作。為了解決這一問題，我們將示波器接到定時器輸出端口檢驗波形是否為所需頻率的波形，然后將示波器接在蜂鳴器兩端，對照時鐘聽聲音的快慢，從而調(diào)整電阻、電容的數(shù)值。</p><p>　?。?）調(diào)整整點報時的

26、聲響（四低一高）。由于報時時要求四低一高，我們報時時間間隔太短，變頻也不易實現(xiàn)，發(fā)聲區(qū)別不明顯，最后經(jīng)過調(diào)試，使之達到要求，最終實現(xiàn)了整點報時功能。</p><p><b>　　第6章 心得體會</b></p><p><b>　　第7章、參考文獻</b></p><p>　　序號.作者.書名.版本(第1版可省略).出版地

27、:出版者,出版年;</p><p>　　1、（2006）第043267號.閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.5（2010年重?。?lt;/p><p>　　2、（2008）第192946號.郭海文主編.電氣試驗技術(shù).徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2008.12</p><p>　　3、（2007）第021329號.薛鵬騫主編.電子技術(shù)自動化