數(shù)字時鐘課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　課程名稱………………………（3）</p><p>　　設(shè)計目的……………………………（3）</p><p>　?。ㄈ?設(shè)計要求……………………………（4）</p><p>　?。ㄋ模?設(shè)計原理及框圖…………………（5）</p><p&g

2、t;　　五) 所選用的元件列表………………</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?。? 設(shè)計體會……………………………</p><p>　?。ㄆ撸?整體設(shè)計原理圖…………………</p><p>　　課程名稱 </p><p>&

3、lt;b>　　數(shù)字鐘</b></p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><p>　　1．使學(xué)生在學(xué)完了《數(shù)字電子技術(shù)》課程的基本理論，基本知識后，能夠綜合運用所學(xué)理論知識、拓寬知識面，系統(tǒng)地進(jìn)行電子電路的工程實踐訓(xùn)練，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程師的基本技能，提高分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　熟悉集成電

4、路的引腳安排， 掌握各芯片的邏輯功能及使用方法了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法，了解數(shù)字鐘的組成及工作原理</p><p>　　培養(yǎng)獨立思考、獨立準(zhǔn)備資料、獨立設(shè)計規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。</p><p>　　培養(yǎng)書寫綜合設(shè)計實驗報告的能力</p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　1.時間以二十四小

5、時為周期；</p><p>　　2.能夠顯示時.分.秒;</p><p>　　3.有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間</p><p>　　4.計時過程具有鳴報功能，當(dāng)時間達(dá)到整點前5秒進(jìn)行蜂鳴報時；</p><p>　　5．為了保證計時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號</p><p&

6、gt;<b>　　6. 畫出電路圖</b></p><p>　　7．進(jìn)行電路仿真與測試</p><p><b>　　設(shè)計原理及框圖</b></p><p><b>　　電路的組成原理：</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘主要分為數(shù)碼顯示器，60進(jìn)制和24進(jìn)制計數(shù)器，頻率振蕩

7、器和校時報時這幾個部分。數(shù)字電子鐘要完成顯示需要6個數(shù)碼管，八段的數(shù)碼管需要譯碼器械才能顯示，然后要實現(xiàn)時.分.秒的計時器需要60進(jìn)制計數(shù)器和24進(jìn)制計數(shù)器，在仿真軟件中發(fā)生函數(shù)信號可以用函數(shù)器仿真，頻率可以隨意調(diào)整。60進(jìn)制可能由10進(jìn)制和6進(jìn)制的計數(shù)器串聯(lián)而成，而小時的24進(jìn)制可以采用74LS160計數(shù)端觸發(fā)實現(xiàn)。頻率振蕩器可以由晶體振蕩器分頻來提供，也可以由55定時器產(chǎn)生脈沖并分頻為1Hz。主題思想如下圖示：</p>

8、<p><b>　　單元電路的設(shè)計</b></p><p><b>　　一．秒脈沖產(chǎn)生電路</b></p><p>　　（1）1KHz振蕩器</p><p>　　振蕩器由555定時器組成。圖3-1中是由555定時器構(gòu)成的1KHz的自激振蕩器，其原理是：0.7（2R3+R4+R5）·C4=1ms

9、f=1/t=1KHz</p><p><b>　　(2)分頻器</b></p><p>　　如圖3.3所示電路，是三個用十進(jìn)制計數(shù)器74LS90串聯(lián)而成的分頻器，分頻原理是在74LS90的輸出端子中，從低位輸入10個脈沖才從高位輸出1個脈沖，這樣一片74LS90就可以起分頻作用，三個74LS90串聯(lián)就構(gòu)成了千分頻電路，輸出的便是1Hz的信號，從而可以實現(xiàn)秒脈沖的產(chǎn)生。

10、</p><p>　?。?） 1Hz振蕩器</p><p>　　直接用NE555產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，由計算公式可知如果R1=15k,R2=68k,c=10uF,就可以產(chǎn)生秒脈沖，電路如圖</p><p>　　利用NE555多諧振蕩器，優(yōu)點：555內(nèi)部的比較其靈敏度比較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度影響很小。缺點：要精確輸出1Hz脈沖，對電容和

11、電阻的數(shù)值精度要求很高，所以輸出脈沖不夠準(zhǔn)確也不夠穩(wěn)定。</p><p>　　但是在仿真時，1Hz的頻率太慢了，在實際中得到的時間不是1s計數(shù)一次，所以在仿真使用函數(shù)發(fā)生器代替，所以在數(shù)字電子鐘電路圖中沒有振蕩器。</p><p>　?。?）石英晶體振蕩器</p><p>　　可以利用石英晶體產(chǎn)生32768Hz的頻率，然后經(jīng)過CD4060的十四分頻，再用74LS74

12、二分頻就可以產(chǎn)生1Hz的脈沖。</p><p><b>　　計數(shù)器</b></p><p>　　秒信號經(jīng)秒計數(shù)器.分計數(shù)器.時計數(shù)器之后，分別得到“秒”個位十位，“分”個位十位，以及“時”個位十位輸出信號，然后送至顯示電路，以便實現(xiàn)用數(shù)字顯示時.分.秒的要求?！懊搿焙汀胺钟嫈?shù)器應(yīng)為六十進(jìn)制，二“時”計數(shù)器應(yīng)為二十四進(jìn)制。采用10進(jìn)制計數(shù)器74LS160來實現(xiàn)時間計數(shù)單

13、元的計數(shù)功能。</p><p><b>　　二十四進(jìn)制計數(shù)器</b></p><p>　　如圖3-7,3-8所示，時計數(shù)器電路由U3和U4兩部分組成。當(dāng)時個位U4計數(shù)為4，U3計數(shù)為2時，兩片74LS160復(fù)零，從而構(gòu)成24進(jìn)制計數(shù).</p><p>　?。?） 六十進(jìn)制計數(shù)器</p><p>　　如圖3-9.3-10所

14、示，分秒計數(shù)電路由U3和U4兩部分組成。當(dāng)時十位U4計數(shù)器為5，U3計數(shù)為5，兩片74LS160，再加上一片74LS13，從而構(gòu)成60進(jìn)制計數(shù)。</p><p><b>　　組成的數(shù)字鐘</b></p><p>　　數(shù)字中系統(tǒng)的組成利用上面的六十進(jìn)制和二十四進(jìn)制遞增計數(shù)器子電路構(gòu)成的數(shù)字鐘系統(tǒng)如圖3.11所示</p><p><b>

15、　　校準(zhǔn)電路</b></p><p>　　數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正功能，一次，應(yīng)截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。校正信號可直接取值信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號，輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打到一端時，正常輸入信號可以順利通過，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打到另一端時，信號產(chǎn)生校正電路處于校時狀態(tài)。如圖3.-12.3-13</p>

16、;<p><b>　　報時電路</b></p><p>　　電路應(yīng)在整點前5秒開始報時，即在59分55秒到59分59秒期間時，報時電路控制信號。</p><p>　　當(dāng)時間子啊59分55秒到59分59秒期間時，分十位.分個位和秒十位保持不變，分別為5 9和5，因此可將計數(shù)器十位的Qc和Qa，個位的Qd和Qa及秒計數(shù)器十位的Qc和Qa相與，從而產(chǎn)生報時

17、控制信號。電路如下圖所示：</p><p><b>　　總電路圖</b></p><p><b>　　所用元件列表</b></p><p>　　顯示管6個，74LS160兩塊，74160四塊，7413兩塊，7412一個，7404兩塊，石英振蕩器一塊，4060一塊，74LS74一塊，NC7S08六塊，NC7S32一塊，蜂鳴器

18、一個，導(dǎo)線若干</p><p><b>　　設(shè)計體會</b></p><p>　　經(jīng)過這段時間的課程設(shè)計，我學(xué)到了許多東西，對課本上的內(nèi)容的理解加深了印象，同時也學(xué)會了一種學(xué)習(xí)的態(tài)度。</p><p>　　理論要聯(lián)系實踐，當(dāng)然實踐也離不開理論，由于對課本的內(nèi)容還不是很熟悉，所以在做這個課程設(shè)計前，我先把課本的重點知識復(fù)習(xí)了一遍，時序邏輯電路、組

19、合邏輯電路等，然后就是到圖書館查找相應(yīng)的資料，抱著好幾本書就在那里認(rèn)真地查，查的過程中也看到了很多關(guān)于CMOS芯片的應(yīng)用實例。</p><p>　　理論上的知識搞定了，接下來就是開始設(shè)計了。multisim仿真，給我的印象是簡潔實用，很多電路都能在上面先進(jìn)行仿真，不過我這個題目的核心芯片在仿真上面，出現(xiàn)了一些問題，一些管腳的位置和實際的不一樣，仿真調(diào)試不成功，于是我就想到，按照理論來講這是沒有錯的，為了驗證清除，

20、我先將電路進(jìn)行分模塊調(diào)試，把每一部分都仔細(xì)檢查了一遍，最終發(fā)現(xiàn)了與仿真的不同，接線是一樣的，不過在真實的接線中可行，在仿真中卻不行，最大一個不同之處就在于校時模塊，雖然仿真是那種接法可行，不過在實際接線中我采用了另外一種接法。</p><p>　　這次課程設(shè)計也再次讓我看到理論與實踐的差別和聯(lián)系，理論固然重要，然而我們要在實踐中發(fā)現(xiàn)錯誤，并解決錯誤，也提高了自己的動手能力和實際解決問題的能力。</p>

21、<p>　　一種學(xué)習(xí)態(tài)度：認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。這就是我的另一個收獲，不僅僅是做課程設(shè)計，無論是做什么研究，都必須要有一種認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，比如說，獨立思考獨立完成，認(rèn)真接線，仔細(xì)檢查等，這些都是對我們自身能力的一種培養(yǎng)，在以后的學(xué)習(xí)甚至工作中，很多東西都只能靠自己去獨立思考完成，因此我們也藉此學(xué)會了一種獨立思考的學(xué)習(xí)態(tài)度。</p><p>　　無論最后的結(jié)果是怎樣，你參與了，你就肯定有收獲。在這