數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　——數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) </p><p><b>　　學(xué)院:</b></p><p><b>　　課程：</b></p><p><b>　　小組成員： </b></p><p><b&g

2、t;　　姓名：</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　日期: </b></p><p><b>　　一、選擇課題</b></p><p

3、><b>　　數(shù)字電子鐘 </b></p><p>　　二、選題意義和技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　1、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)的意義：</p><p>　　數(shù)字電子時(shí)鐘早已成為人們生活中不可缺少的必需品，廣泛用于個(gè)人家庭及車站、碼頭、劇院和辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、工作、學(xué)習(xí)以及娛樂帶來(lái)了極大

4、的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。而且它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。</p><p>　　數(shù)字電子時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過老式的機(jī)械鐘表，并且與機(jī)械時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，因此具有更廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2、數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求</p>

5、<p>　　1）數(shù)字電子鐘的最基本計(jì)時(shí)功能要保證正常計(jì)時(shí)；</p><p>　　2）數(shù)字電子鐘需要有校時(shí)部分以防止走時(shí)不準(zhǔn)，能做到快速調(diào)整時(shí)間；</p><p>　　3）數(shù)字電子鐘需要有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能以提醒整點(diǎn)時(shí)間的到來(lái)；</p><p>　　4）盡量設(shè)計(jì)電路時(shí)要做到簡(jiǎn)潔人性化，盡量避免復(fù)雜的操作。</p><p>　　3、數(shù)字電

6、子鐘設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　1）熟練掌握我們半年來(lái)所學(xué)習(xí)的數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；</p><p>　　2）通過設(shè)計(jì)電路，提高對(duì)各種集成電路芯片的認(rèn)識(shí)與理解程度；</p><p>　　3）熟悉邏輯電路的特點(diǎn)；</p><p>　　4）學(xué)會(huì)熟練使用電路仿真軟件如Multisim的使用；</p><p>　　5）提高

7、查找電路故障的能力，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣。</p><p>　　4、數(shù)字電子鐘的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　1）設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器并產(chǎn)生1HZ頻率的時(shí)鐘脈沖信號(hào)；</p><p>　　2）使用7段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的“時(shí)”、“分”、“秒”顯示計(jì)時(shí)；</p><p>　　3）以24小時(shí)為一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)周期；</p><p>　

8、　4）具有手動(dòng)校時(shí)功能，可以隨時(shí)調(diào)整時(shí)間防止時(shí)間走時(shí)不準(zhǔn)。</p><p>　　三、電路設(shè)計(jì)原理分析</p><p><b>　　1、整體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是一種時(shí)許組合邏輯電路。</p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>

9、;　　該系統(tǒng)由信號(hào)發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示數(shù)碼管等幾部分組成。</p><p>　　該系統(tǒng)的工作過程是：信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，輸出的信號(hào)頻率為1HZ，作為數(shù)字電子鐘的基準(zhǔn)信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的每秒一次的方波信號(hào)輸入到時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器滿60后向分鐘計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分鐘計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器以24小時(shí)為一個(gè)周期循環(huán)，滿24清零從頭開始。所有計(jì)數(shù)顯示都由譯碼器連接七段數(shù)碼管顯示

10、，當(dāng)然計(jì)數(shù)過程中出現(xiàn)誤差，可以采用校時(shí)電路進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　2、各部分電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）信號(hào)發(fā)生器</b></p><p>　　信號(hào)發(fā)生器利用555電路，通過電容電阻定時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的信號(hào)脈沖供數(shù)字電子鐘的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)信號(hào)。</p><p>　　2

11、）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　整個(gè)電子鐘電路中秒計(jì)數(shù)和分計(jì)數(shù)都要用到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。</p><p>　　六十進(jìn)制電路可以利用兩片74LS160來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體原理圖如下：</p><p>　　3）二十四進(jìn)制電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　數(shù)字電子鐘電路中“時(shí)”部分要用到二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。</p><p>

12、;　　二十四進(jìn)制電路可以用兩片74LS160來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原理圖如下：</p><p>　　4）譯碼顯示電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　譯碼器與七段數(shù)碼管相連接，達(dá)到翻譯代碼并顯示為數(shù)字的作用。七段數(shù)碼管顯示十進(jìn)制的數(shù)字。</p><p><b>　　5）校時(shí)電路設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　對(duì)于數(shù)字電子鐘，校時(shí)功能應(yīng)

13、該說(shuō)是必不可少的部分。利用單刀雙擲開關(guān)切斷信號(hào)脈沖。當(dāng)開關(guān)打到1端時(shí)電路正常計(jì)數(shù)工作，當(dāng)開關(guān)打到2端時(shí)，“時(shí)”或“分”部分可以自由計(jì)數(shù)到你想要的時(shí)間。</p><p>　　6）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：采用74LS02和74LS30實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　四、元件清單</b></p><p>　　74LS48:

14、 74LS160：</p><p>　　74LS00: 74LS02：</p><p>　　74LS30： NE555：</p><p><b>　　五、仿真電路</b></p><p>　　使用數(shù)字電子仿真軟件Multisim進(jìn)行仿真。&l

15、t;/p><p><b>　　1、脈沖信號(hào)發(fā)生器</b></p><p>　　根據(jù)公式：f = 1.43/C（R1 + 2R2）</p><p>　　產(chǎn)生約1HZ的信號(hào)脈沖，我們選取C = 4.7μF，R1 = R2 =100KΩ</p><p>　　NE555構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器：</p><p>&l

16、t;b>　　2、校時(shí)電路</b></p><p>　　當(dāng)開關(guān)打到一端時(shí)電路正常計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)；當(dāng)開關(guān)打到另一端時(shí)，“時(shí)”、“分”</p><p>　　電路處于校時(shí)狀態(tài)，能實(shí)現(xiàn)時(shí)分的同時(shí)校時(shí)。具體仿真電路如下:</p><p>　　圖中的單刀雙擲開關(guān)S1和S2，其中的S1是“時(shí)”校時(shí)開關(guān)；S2是“分”校時(shí)電路，S1置于上端時(shí)電路處于“時(shí)”校時(shí)狀態(tài)，處于下端

17、是正常計(jì)數(shù)狀態(tài)；S2置于上端時(shí)電路處于“分”校時(shí)狀態(tài)，處于下端是正常計(jì)數(shù)狀態(tài)。</p><p><b>　　3、計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　1）24進(jìn)制計(jì)數(shù)器：</p><p>　　24進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩片74LS160連接成，采用了反饋清零法，時(shí)鐘同步。低位片進(jìn)位給高位的CTT和CTP。</p><p>　　2）

18、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器：</p><p><b>　　4、顯示電路</b></p><p>　　顯示電路由74LS48和七段共陰數(shù)碼管連接，將74LS160輸出的信號(hào)翻譯到數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)顯示十進(jìn)制數(shù)的目的。具體仿真電路如下：</p><p><b>　　5、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電

19、路將實(shí)現(xiàn)59分50秒到59分59秒期間鳴響，在50、52、54、56、58秒時(shí)各響一下。具體仿真電路如下：</p><p><b>　　6、總電路如下：</b></p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　信號(hào)發(fā)生器：</b></p><p>

20、<b>　　輸出波形：</b></p><p>　　由圖看出信號(hào)發(fā)生器的輸出波形的周期約為964ms，可計(jì)算出頻率約為1.04，和仿真波形幾乎相同。</p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)部分：</b></p><p><b>　　總電路</b></p><p><b>

21、;　　七、實(shí)驗(yàn)步驟</b></p><p>　　1、查找資料確定選題，最終確定數(shù)字電子鐘為課設(shè)題目。</p><p>　　2、查找資料、通過對(duì)比確定電路模型及所選取的元件。</p><p>　　3、進(jìn)行Multisim仿真，不斷調(diào)試，查看仿真結(jié)果是否達(dá)到我們期望的效果。</p><p>　　4、仿真無(wú)誤后，小組三人列出元件清單，一

22、起去電子商城購(gòu)買所需元件和電路板。</p><p>　　5、按照仿真電路，進(jìn)行插線。首先連接信號(hào)發(fā)生器電路，進(jìn)行調(diào)試，使其穩(wěn)定輸出1HZ的脈沖信號(hào)。</p><p>　　6、連接“秒”電路部分，進(jìn)行調(diào)試，使“秒”部分電路實(shí)現(xiàn)正常計(jì)數(shù)功能，再連接“分”電路，進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　7、“秒”、“分”電路計(jì)時(shí)均正確后連接“時(shí)”部分電路，進(jìn)行調(diào)試直至正確計(jì)數(shù)。&l

23、t;/p><p>　　8、“秒”、“分”、“時(shí)”電路基本計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)后，連接校時(shí)電路，進(jìn)行調(diào)試，直至校時(shí)效果出現(xiàn)。</p><p>　　9、校時(shí)完成后，連接整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。</p><p>　　10、所有部分都完成后，進(jìn)行整個(gè)電路所有功能調(diào)試，出現(xiàn)故障一部分一部分的檢查排除，直至最后效果出來(lái)為止。</p><p><b>

24、;　　八、個(gè)人體會(huì)</b></p><p>　　我們小組一共三個(gè)人，通過我們的共同努力與相互配合，終于比較圓滿地完成了這次課設(shè)。在實(shí)驗(yàn)過程中有喜有憂，最終能夠苦盡甘來(lái)，嘗到了勝利的果實(shí)與成功的喜悅。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是我們電子技術(shù)課程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是鍛煉我們動(dòng)手能力與綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、分析與解決實(shí)際問題的能力的一個(gè)很好的途徑。另外在設(shè)計(jì)電路、分析電路中查

25、閱不少的資料，這樣擴(kuò)展了我在電氣技術(shù)方面的知識(shí)和視野，也培養(yǎng)了創(chuàng)造力。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)真的可以用“苦盡甘來(lái)”來(lái)形容，在這個(gè)過程中，我們遇到了許許多多的困難，當(dāng)然也有相應(yīng)的通過自己的努力解決困難之后的那份喜悅，這份喜悅真的是其他任何喜悅所代替不了的。我們嘗到了設(shè)計(jì)電路的迷茫；我們嘗到了那巨多連線的復(fù)雜；也嘗到了電路連接完成后卻沒有出現(xiàn)預(yù)期效果的那種焦急與煩躁。調(diào)試電路真的是最考驗(yàn)人的細(xì)心和耐心的一

26、個(gè)過程，需要仔細(xì)分析查找問題原因，排除故障，再調(diào)試……周而復(fù)始，一次又一次，但功夫不負(fù)有心人，我們的堅(jiān)持，我們的不放棄，終于讓我們看到了理想的效果，看到了完整的一個(gè)作品。那一刻真的是由衷的開心。科研，就是這么一個(gè)讓你歡喜讓你憂的東西！</p><p>　　除此之外，這次課設(shè)讓我們的動(dòng)手能力有了很大提高，但也發(fā)現(xiàn)了自己有很多不足，在以后的學(xué)習(xí)中還有待提高。同時(shí)也為以后的課程設(shè)計(jì)積累了一筆豐富的經(jīng)驗(yàn)，我相信，以后的課

27、設(shè)我會(huì)越做越好！最后非常感謝老師的耐心指導(dǎo)和幫助，希望我們的課設(shè)有更大突破O(∩_∩)O！</p><p>　　九、小組分工及自我評(píng)價(jià)</p><p><b>　　1、小組分工：</b></p><p><b>　　2、自我評(píng)價(jià)：</b></p><p>　　這是我們?nèi)松械牡谝淮握n程設(shè)計(jì)，大家都非