電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報告 - 電子時鐘設(shè)計(jì)電路.doc

電子技術(shù)(上)課程設(shè)計(jì)題目名稱： 多功能電子時鐘顯示電路院系名稱： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2011年12月29日中 原 工 學(xué) 院電子技術(shù)(上)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名學(xué)號學(xué)院電子信息學(xué)院班級題 目多功能電子時鐘顯示電路設(shè)計(jì)任務(wù)1、基本部分1)、由振蕩電路產(chǎn)生秒脈沖信號；2)、經(jīng)分頻電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路，由數(shù)碼管顯示；3)、秒和分電路為60進(jìn)制，小時電路為24進(jìn)制；2、發(fā)揮部分1)、可以增加校正電路，對秒、分、小時進(jìn)行校對；2)、可以增加報時電路，整點(diǎn)前進(jìn)行“四低一高”報時；時間進(jìn)度總體時間為1周；星期一上午：講解；星期一下午：理解電路原理；星期二上午：發(fā)放元器件和工具，設(shè)計(jì)電路和連線；星期四上午：驗(yàn)收電路；星期日之前：上交課程設(shè)計(jì)報告；主要參考文獻(xiàn)1 康華光。電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；2 康華光。電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；3 電子技術(shù)(下)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，中原工學(xué)院電子技術(shù)課程組 自編，2011；摘要數(shù)字電子時鐘設(shè)計(jì)的電路主要由主體電路與擴(kuò)展電路組成，采用集成塊控制數(shù)碼管顯示時、分、秒，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60時就向分進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向時計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時計(jì)數(shù)器按24進(jìn)制計(jì)數(shù)。時、分、秒的計(jì)數(shù)結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)處理可直接送顯示器顯示。當(dāng)計(jì)時發(fā)生誤差的時候可以用校時電路進(jìn)行校正。電子時鐘廣泛應(yīng)用于各種公共場所，商業(yè)場所和居民家庭。由于其走時準(zhǔn)確收到了廣泛歡迎。本設(shè)計(jì)電子時鐘電路有CC4060、74HC74、74HC4518、74HC4511等來實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵字：電子時鐘；數(shù)碼管；CC4060；74HC74；74HC4518；74HC4511AbstractDigital electronic clock circuit designed mainly by the main circuit and the expansion circuit , using manifold control digital display hours, minutes , seconds , when the seconds counter is at least 60 when the sub- binary , sub- counter expires after 60 to the counter carry , hour counter at 24 decimal count. Hours, minutes , seconds count results after data processing can be directly sent to the monitor display . When a timing error occurs when the circuit can be calibrated with the school . Widely used in electronic clocks in public places , businesses and households . Because of its accurate time received widespread welcome . The design of electronic clock circuit CC4060, 74HC74, 74HC4518, 74HC4511 , etc. to achieve .Key word: electronic clock; Digital tube; CC4060; 74 HC74; 74 HC4518; 74 HC4511 目 錄中文摘要Abstract目錄第1章 緒論5第2章 總體設(shè)計(jì)方案5 2.1 設(shè)計(jì)目的52.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容52.3 基本工作原理與框圖6第3章 單元模塊設(shè)計(jì)73.1 CC4060和74HC74組成的脈沖產(chǎn)生電路及分頻電路73.2 秒計(jì)數(shù)電路原理圖83.3 分計(jì)數(shù)電路原理圖83.4 時計(jì)數(shù)電路原理圖93.5 秒、分、時的譯碼電路9第4章 系統(tǒng)調(diào)試和功能124.1 安裝124.2 調(diào)試12第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)12附錄一：工具清單13附錄二：元器件清單13附錄三：主要元器件的引腳圖和功能表14第1章 緒論隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處在一個信息時代，每天都要通過電視、廣播、通信、互聯(lián)網(wǎng)等多媒體獲取大量的信息，而現(xiàn)代信息的存儲、處理和傳輸越來越趨于數(shù)字化。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是專業(yè)基礎(chǔ)課，本次課程設(shè)計(jì)的電子時鐘電路包括了組合邏輯電路和時序電路。此次設(shè)計(jì)與制作數(shù)字電子鐘的目的是讓我們學(xué)生在了解數(shù)字鐘的原理的前提下，熟悉集成電路的引腳排列，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法，了解面包板的結(jié)構(gòu)及接線方法，熟悉設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)與制作，運(yùn)用本學(xué)期學(xué)過的數(shù)電知識設(shè)計(jì)并制作數(shù)字鐘，并且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及其使用方法。由于數(shù)字電子鐘包括組合邏輯電路和時序電路，通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。通過本次課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生在數(shù)字集成電路應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。第2章 總體方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)目的1.熟悉集成電路的引腳排列；2.掌握個芯片的邏輯功能及使用方法；3.了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法；4.了解設(shè)計(jì)題目的組成及工作原理；5.熟悉設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)及制作 2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)一臺能準(zhǔn)確計(jì)時，以十進(jìn)制數(shù)顯示“秒”、“分”、“時”的多功能電子時鐘顯示電路；2.小時為24進(jìn)制，分和秒均為60進(jìn)制；3.有校時功能，可以分別對“時”、“分”、“秒”顯示進(jìn)行矯正； 2.3 基本工作原理與框圖數(shù)字電子鐘要想最終設(shè)計(jì)成功必須要有精確而穩(wěn)定的秒信號產(chǎn)生， 通常先用石英晶體振蕩器產(chǎn)生32768Hz的脈沖，經(jīng)過整形、分頻產(chǎn)生1Hz 的秒脈沖。分頻用CD4060分出2Hz的脈沖，再用CD4013分出1Hz的脈沖。然后1Hz脈沖經(jīng)過校 時電路送到秒計(jì)數(shù)器的個位，秒計(jì)數(shù)器是由兩塊74LS160組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其十位TC接校時電路。校時電路的 CP1接分計(jì)數(shù)器個位的CLK端，分計(jì)數(shù)器也是由兩塊 74LS160 組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分計(jì)數(shù)器的十位的TC端接入校時電路。校時電路的CP2 接時計(jì)數(shù)器的CLK端，分計(jì)數(shù)器是由兩塊74LS160組成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。校時電路的 S1、S2、S3 控制“校時”、“校分”和“校秒”。各個計(jì)數(shù)器分別接譯碼器，各個譯碼器分別接顯示器。電路的基本原理就是這樣。電子時鐘電路實(shí)際上是對1kz的標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。多功能電子時鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)數(shù)裝置，具體實(shí)現(xiàn)為：用石英晶體振蕩器產(chǎn)生1秒的標(biāo)準(zhǔn)“秒”信號：設(shè)計(jì)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即60秒累計(jì)1分;60分累計(jì)1小時，并以24小時為一計(jì)時周期；各自引到顯示器能顯示“時”、“分”、“秒”；具有整點(diǎn)報時功能。由于起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，故需要在電路上加一校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1kz時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。第3章 單元模塊設(shè)計(jì)3.1 CC4060和74HC74組成的脈沖產(chǎn)生電路及分頻電路 數(shù)字電子鐘要想最終設(shè)計(jì)成功必須要有精確而穩(wěn)定的秒信號產(chǎn)生，通常先用石英晶體振蕩器產(chǎn)生32768Hz的脈沖，經(jīng)過整形、分頻產(chǎn)生1Hz的秒脈沖。CD4060分出2Hz的脈沖，再用74HC74分出1Hz的脈沖。電路圖如下所示8CC4060和74HC74的連接CC4060101122MW32768Hz=215Hz20pF320pF3C11DQ1Hz74HC74Q2Hz3.2.2秒計(jì)數(shù)電路原理圖3.2 秒計(jì)數(shù)電路原理圖秒是60進(jìn)制計(jì)數(shù)，因此秒計(jì)數(shù)電路應(yīng)采用兩片CC4518級聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)，連接方式如圖：3.3分計(jì)數(shù)電路原理圖和秒一樣，分也是60進(jìn)制計(jì)數(shù)，因此分計(jì)數(shù)電路同樣采用兩片CC4518級聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)，連接方式如圖：3.4時計(jì)數(shù)電路原理圖 時是24進(jìn)制數(shù)，時計(jì)數(shù)電路采用兩片CC4518級聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)，連接方式如圖：3.5秒、分、時的譯碼電路本實(shí)驗(yàn)采用 CC4511 BCD 鎖存器/七段譯碼/驅(qū)動器。其中 A,B,C,DBCD 碼 輸入端；a,b,c,d,e,f,g譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動共陰極 LED 數(shù)碼管；LT測試輸入端，LT=“0”時，譯碼輸出全為“1” ；BI（RL）消隱輸 入端；LE鎖定端，LE=“1”時譯碼器處于鎖定狀態(tài)，LE=0 為正常譯碼。譯碼電路的功能是將“秒”“分”“時”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。其電路圖如下所示：整體電路圖如所示上圖第4章 系統(tǒng)調(diào)試和功能4.1 安裝在裝配電路的時候，一定要認(rèn)真仔細(xì)，保證連線正確和接觸良好，防止虛接，短接，以免人為故障。1 要根據(jù)芯片引腳原理圖，分功能安裝，并根據(jù)接線順序分步驟驗(yàn)證。2 防止接觸不良故障3 接線時確?？煽康碾娫春徒拥亍? 注意芯片的控制引腳必須接正確。5.插線要細(xì)心，避免接觸不良現(xiàn)象；4.2 調(diào)試電路安裝好后，進(jìn)行了通電前的檢查，通電后，每片集成芯片沒有發(fā)熱現(xiàn)象。工作電壓正常，這是電路工作的基本保障。調(diào)試單元電路直到正常工作。第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)通過這一周的課程設(shè)計(jì)，我感覺自己確實(shí)學(xué)到的很多。通過這次課程設(shè)計(jì)，把在課堂中學(xué)到的知識運(yùn)用到實(shí)際訓(xùn)練中，我感覺自己的知識更加鞏固了，能把自己學(xué)到的知識投諸實(shí)踐，與各位老師的諄諄教導(dǎo)和耐心指導(dǎo)是息息相關(guān)的。剛開始的時候有種無從下手的感覺，在一步步的摸索和老師的指導(dǎo)下我們終于完成的面包板的連接，兩天的連接，使我們學(xué)到了許多，每一個細(xì)小的地方都必須十分注意，每一根線都要好好地布局，才能使連線看起來整齊有序。在此我衷心的感謝一直不辭辛勞為我們指明方向的老師，也要感謝教會我知識的學(xué)校為我提供實(shí)踐的場所和實(shí)踐器材，還要感謝我的搭檔還有那些耐心幫助我的同學(xué)們。通過這次的課程設(shè)計(jì)，不僅使我學(xué)到了很多專業(yè)方面的知識，也讓我明白了不畏困難、勇于攀登艱難的重要性，這對我未來的學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生很大的影響。在此，再次感