電子電路課程設(shè)計(jì)---數(shù)字電子時(shí)鐘顯示系統(tǒng)

1、<p>　　實(shí)驗(yàn)課題：數(shù)字電子時(shí)鐘顯示系統(tǒng)</p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^時(shí)鐘電子時(shí)鐘系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真，要掌握電子仿真軟件的使用，同時(shí)熟悉組合邏輯芯片（74LS48,74LS191,74LS92,74LS90，74LS00，555定時(shí)器等）的結(jié)構(gòu)及各引腳的功能作用，掌握芯片的功能使用；同時(shí)讓我們初步了解數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的大概流程。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)

2、容：</b></p><p>　　畫出并熟悉數(shù)字鐘的主體電路邏輯圖，（實(shí)驗(yàn)過程中電路圖指導(dǎo)老師已給出）</p><p>　　查閱資料搜集各芯片的引腳結(jié)構(gòu)及功能，關(guān)鍵步驟，為下面的接線做準(zhǔn)備</p><p>　　在仿真軟件上連線仿真并調(diào)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題</p><p>　　實(shí)驗(yàn)儀器：七段譯碼器（BS202）芯片74LS48 74LS

3、191 74LS92 74LS90 74LS00 555定時(shí)器，電容，導(dǎo)線等</p><p>　　實(shí)驗(yàn)原理：數(shù)字電子鐘由信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路等組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘

4、脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)一天24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路是來對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。整體電路圖如下：</p><

5、;p><b>　　秒脈沖信號(hào)發(fā)生器</b></p><p>　　秒脈沖信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)。</p><p>　　振蕩器: 通常用555定時(shí)器與RC構(gòu)成的多諧振蕩器，經(jīng)過調(diào)整輸出1000Hz脈沖。</p><p>　　分頻器: 分頻器功能主要有兩個(gè)，一是產(chǎn)

6、生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)，</p><p>　　一是提供功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)，選用三片74LS90進(jìn)行級(jí)聯(lián)，因?yàn)槊科瑸?/10分頻器，三片級(jí)聯(lián)好獲得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。其電路圖如下：</p><p>　　秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路設(shè)計(jì)</p><p>　　秒、分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成。<

7、/p><p><b>　　60進(jìn)制計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　由74LS90構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將一片74LS90設(shè)計(jì)成10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，另一片設(shè)置6進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。兩片74LS90按反饋清零法串接而成。秒計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時(shí)還作為分計(jì)數(shù)器的輸入脈沖CP1。下圖電路即可作為秒計(jì)數(shù)器，也可作為分計(jì)數(shù)器。</p><

8、;p><b>　　24進(jìn)制計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　譯碼顯示電路</b></p><p>　　譯碼電路的功能是將秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用與驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，輸出高電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。若將秒、分

9、、時(shí)計(jì)數(shù)器的每位輸出分別送到相應(yīng)七段譯嗎管的輸入端，便可以進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。如下圖（電阻可要可不要，僅僅起限流保護(hù)作用）</p><p><b>　　校時(shí)電路</b></p><p>　　校時(shí)電路是數(shù)字鐘不可缺少的部分，每當(dāng)數(shù)字鐘與實(shí)際時(shí)間不符時(shí)，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行校時(shí)。K1、K2分別是時(shí)校正、分校正開關(guān)。不校正時(shí)，K1、K2開關(guān)是閉和的。當(dāng)校正時(shí)位時(shí)，需要把K1

10、開關(guān)打開，然后用手撥動(dòng)K3開關(guān)，來回?fù)軇?dòng)一次，就能使時(shí)位增加1，根據(jù)需要去撥動(dòng)開關(guān)的次數(shù)，校正完畢后把K1開關(guān)閉上。校正分位時(shí)和校正時(shí)位的方法一樣。其電路圖如下:</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)心得：</b></p><p>　　由于是第一次接觸課程設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多麻煩，但比較喜歡這種學(xué)習(xí)模式，和實(shí)際接觸比較緊。</p><p&g

11、t;　　在這次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)中有很多收獲，加深了對(duì)數(shù)字電路的理解和應(yīng)用。</p><p>　　我自己在做實(shí)驗(yàn)過程中，感覺最大的困難是，各芯片的引腳功能。因?yàn)樾酒尸F(xiàn)出的只有幾個(gè)引腳，必須對(duì)照引腳功能表才能獲知每個(gè)引腳的功能。在此過程中我們通過查閱書籍及上網(wǎng)才把相關(guān)的知識(shí)整理出來。本次試驗(yàn)中用到的90和555芯片我印象最深了，充分了解其功能應(yīng)用，如下：</p><p>　?、?集成異步十進(jìn)制

12、計(jì)數(shù)器74LS90</p><p>　　集成異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90它是二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若將Qa與CKB相連從CKA輸入計(jì)數(shù)脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將Qd與CKA相連，從CKB輸入計(jì)數(shù)脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為5421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90具有異步清零和異步置九功能。當(dāng)R0全是高電平，R9至少有一個(gè)為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零。當(dāng)R0至少有一個(gè)低電平

13、，R9全是高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步置九。當(dāng)R0、R9為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　74LS90的功能表如下：</p><p><b>　　⑵ 555定時(shí)器</b></p><p>　　振蕩器由555定時(shí)器構(gòu)成。在555定時(shí)器的外部接適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙菰?gòu)成多諧振蕩器，再選擇元件參數(shù)使其發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。555定時(shí)器的功能主要由上、下

14、兩個(gè)比較器Ｃ1、Ｃ2的工作狀況決定。比較器的參考電壓由分壓器提供,在電源與地端之間加上ＶＣＣ電壓,且控制端ＶＭ懸空,則上比較器Ｃ1的反相端“-”加上的參考電壓為2/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2的同相端“+”加上的參考電壓為1/3ＶＣＣ。若觸發(fā)端 Ｓ的輸入電壓Ｖ2≤1/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受“1”信號(hào),可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“1”,從而使整個(gè)555電路輸出為“1”;若閾值端Ｒ的輸入電壓Ｖ6≥2/3ＶＣＣ,

15、上比較器Ｃ1輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｒ輸入端接受“1”信號(hào),可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“0”,從而使整個(gè)555電路輸出為“0”?？刂齐妷憾耍郑屯饧与妷嚎筛淖儍蓚€(gè)比較器的參考電壓,不用時(shí),通常將它通過電容(0.01μＦ左右)接地。放電管Ｔ1的輸出端Ｑ′為集電極開路輸出,其集電極最大電流可達(dá)50ｍＡ,因此,具有較大的帶灌電流負(fù)載能力。若復(fù)位端 ＲＤ加低電平或接地,可使電路強(qiáng)制復(fù)位,不管555電路原處于什么狀態(tài),均</p>&l