數(shù)電課程設(shè)計數(shù)字鐘的設(shè)計

1、 本科生課程設(shè)計 題 目 數(shù)字鐘的設(shè)計 課 程 數(shù)字電子技術(shù) 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 完 成 時 間 目錄1設(shè)計的目的及任務(wù)（3）11 課程設(shè)計的目的（3）12 課程設(shè)計的任務(wù)與要求（3）2 電路設(shè)計總方案及原理框圖（3）21 數(shù)字電子鐘基本原理（3）22 原理框圖（4）3.單元電路設(shè)計及元件選擇(4)3.1 六十進(jìn)制計數(shù)器(4)3.2二十四進(jìn)制計數(shù)器(5)3.3 顯示屏(6)3.4 校時電路(6) 3.5報時電路(7)4 電路仿真(8)4.1 Multisi(8)4.2 數(shù)字鐘總電路圖(8) 4.3仿真電路測試結(jié)果(9)5 電路實驗結(jié)果(10)6

2、收獲與體會 (10)參考文獻(xiàn)（11）一 設(shè)計的目的及任務(wù)1.1課程設(shè)計的目的1掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法；2進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，提高運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力；3提高電路布局布線及檢查和排除故障的能力；4培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。1.2設(shè)計任務(wù)和要求1. 2.1設(shè)計要求1. 顯示時,分，秒。2. 采用二十四小時制或者十二小時制。3. 具有校時功能?？梢詫πr和分單獨校時，對分校時的時候，停止分向小時進(jìn)位。校時時鐘源可以手動輸入或借用電路中的時鐘。4. 具有正點報時功能，正點前10秒開始，蜂鳴器一秒響一秒停地響五次。5. 為了保證計時

3、準(zhǔn)確，穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時間的基準(zhǔn)信號。1.2.2方案論證，確定總體電路原理方框圖。 1.2.3單元電路設(shè)計，元器件選擇。 1.2.4仿真調(diào)試及測量結(jié)果內(nèi)容要求 設(shè)計指標(biāo)。 畫出設(shè)計的原理框圖，并要求說明該框圖的工作過程及每個模塊的功能。 列出元器件清單，并畫出管腳分配圖和芯片引腳圖。 畫出各功能模塊的電路圖，加上原理說明（如2、5進(jìn)制到10進(jìn)制轉(zhuǎn)換，10進(jìn)制到6進(jìn)制轉(zhuǎn)換的原理，個位到十位的進(jìn)位信號選擇和變換等）。 畫出總布局接線圖（集成塊按實際布局位置畫，關(guān)鍵的連接應(yīng)單獨畫出，計數(shù)器到譯碼器的數(shù)據(jù)線、譯碼器到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線可以簡化畫法，但集成塊的引腳須按實際位置畫，并注明名稱）。 數(shù)

4、字鐘的運行結(jié)果和使用說明。 設(shè)計總結(jié)：設(shè)計過程中遇到的問題及解決辦法；設(shè)計過程中的心得體會；對課程設(shè)計的內(nèi)容、方式等提出建議。2 電路設(shè)計總方案及原理框圖1.數(shù)字電子鐘基本原理數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計數(shù)器、顯示器和校時電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。2. 原理框圖 213單元電路設(shè)計及元器件選擇 （一）計數(shù)器秒脈沖信號經(jīng)過6級計數(shù)器，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時?！懊搿薄胺帧庇嫈?shù)器為六十進(jìn)制，小

5、時為二十四進(jìn)制。3.1六十進(jìn)制計數(shù)由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到“秒”計數(shù)器進(jìn)行累加計數(shù)，秒計數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60秒時產(chǎn)生一個進(jìn)位信號，所以，選用兩片74LS48N組成六十進(jìn)制計數(shù)器，來實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)。其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個位是十進(jìn)制。如圖3-1所示。3-1（60進(jìn)制計數(shù)構(gòu)造）3.2二十四進(jìn)制計數(shù)“12翻1”小時計數(shù)器是按照“0102032223000102”規(guī)律計數(shù)的，這與日常生活中的計時規(guī)律相同。在此實驗中，它是由兩片74LS48N構(gòu)造成的二十四計數(shù)器，利用異步清零端實現(xiàn)起從2300的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時”十位是3進(jìn)制，“時

6、”個位是十進(jìn)制。如圖3-2所示.3-2（24進(jìn)制計數(shù)構(gòu)造）3.3顯示器本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。如圖3-3 圖3-33.4校時電路當(dāng)數(shù)字鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時電路實現(xiàn)對“時”“分”“秒”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計時和校對位置。本實驗實現(xiàn)“時”“分”的校對。對校時的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。 通過A來調(diào)節(jié)小時。用D鍵來調(diào)節(jié)分。如圖3-4 3.5整點報時電路 數(shù)字鐘整點報時是最基本的功能之一。實驗要求的是在離整點差10秒時，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時間為一秒，共響5次

7、，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點報時電路如圖3-5所示。 3-5所示（圖中報警器用指示燈來表示）4仿真及仿真結(jié)果4.1Multisi仿真是通過Multisim軟件進(jìn)行的。仿真電路測試過程：是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。4.2數(shù)字鐘總電路圖數(shù)字鐘總電路見圖4-1圖4-14.3仿真電路測試結(jié)果在仿真軟件上進(jìn)行仿真.時鐘進(jìn)行走動.效果見圖4-2圖4-25實驗結(jié)論通過運用數(shù)字集成電路設(shè)計的24小時制的數(shù)字電子時鐘，經(jīng)過

8、試驗，成功實現(xiàn)了一下基本功能：1. 能準(zhǔn)確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。2. 能實現(xiàn)整點報時的功能，3. 能定時控制，且能驚醒校正時間（通過開關(guān)A,D調(diào)時、分）。6收獲與體會：6.1收獲體會通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我們才把學(xué)到的東西與實踐相結(jié)合。從中對我們學(xué)的知識有了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟，和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。設(shè)計本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。另外，我還漸漸熟悉了mutisim這個仿真軟件的各個功能，讓我體會到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對辦公軟件有了更進(jìn)一步的了解和掌握。總而言之,這次課程設(shè)計極大的提高我在電子電路方面的各項能力。是我能夠在以后的學(xué)習(xí)中更加熟練的運用知識。不斷提高自己的能力。6.