數(shù)電課程設(shè)計報告數(shù)字電子鐘

1、數(shù)字電路課程設(shè)計報告題目：數(shù)字電子鐘 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班級： 08級電氣( )班 姓名： 同組隊員： 學(xué)號: 日期： 2010年 7月 一 設(shè)計目的1、根據(jù)課堂上所學(xué)的知識，通過自己和同組成員共同研究，把數(shù)字電子鐘的電路設(shè)計出來，以達到把課堂理論和自主實踐相結(jié)合的目的2、通過與同組成員共同研究課題，培養(yǎng)我們分工合作的能力；3、把文字性的設(shè)計要求形成切實可行的設(shè)計方案，培養(yǎng)獨立思考的學(xué)習(xí)能力；4、通過思考把課堂上獨立的知識點組合成一個統(tǒng)一的數(shù)字系統(tǒng)，培養(yǎng)解決實際問題的能力。二 設(shè)計要求和設(shè)計指標1、顯示時間從00：00：00到23：59：59的數(shù)字鐘；2、設(shè)計的電路包括產(chǎn)生時基信號，

2、時、分、秒計時電路，顯示電路；3、最小計時時間單位為1s；4.秒、分為00-59 六十進制計數(shù)器，時為00-23 二十四進制計數(shù)器； 4、擴展功能：實現(xiàn)校時、校分、校秒以及整點報時。 三 總體框圖設(shè)計圖：總體框圖本小組設(shè)計的數(shù)字電子鐘由以下五部分組成：1、 由cd4013集成芯片構(gòu)成的校時電路；2、 由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器和由cd4013集成芯片組成秒脈沖發(fā)射器；3、 由74ls192集成芯片構(gòu)成的二十四進制時計數(shù)器，六十進制分、秒計數(shù)器；4、 由7448集成芯片構(gòu)成的時、分、秒譯碼顯示電路；5、 由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成整點報時電路。四 功能模塊設(shè)計和原理說明1、 由cd

3、4013集成芯片構(gòu)成的校時電路 圖2：時、分校時電路 圖3：秒清零電路時、分校時電路的工作原理：手動校時，按一次能產(chǎn)生一個上升沿脈沖（01）給輸入端口cpu，使計數(shù)器的數(shù)字顯示增加1。手動校時時，連續(xù)按動，到了調(diào)節(jié)到需要的時間為止，這樣能實現(xiàn)時、分的校時。秒清零電路工作原理：手動按一次，秒計數(shù)器的異步清零端cr=1，實現(xiàn)了秒清零的目標。特別說明：這里的是可彈回式按鈕，即按一次之后會自動彈回到原來的狀態(tài)。、 由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器和由cd4013集成芯片組成的秒脈沖發(fā)射器圖4：秒脈沖發(fā)射器多諧振蕩器的頻率計算式為f=1/0.7(rw +2r)c多諧振蕩器的頻率設(shè)計為2hz，rw=50k，

4、c=4.7uf因此，f=1/0.7(rw +2r)c=1/0.7(50+2*51)* *4.7* =2hz 調(diào)節(jié)電位器rw（約為50k），使多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為2hz的方波信號。多諧振蕩器產(chǎn)生的2hz脈沖信號經(jīng)過cd4013組成的分頻器，進行2分頻，輸出1hz的秒脈沖作為計數(shù)器的計數(shù)脈沖，脈沖時間為。、 由74ls192集成芯片構(gòu)成的二十四進制時計數(shù)器，六十進制分、秒計數(shù)器圖5：六十進制秒計數(shù)器圖6：六十進制分計數(shù)器圖7：二十四進制時計數(shù)器數(shù)字電子鐘的計數(shù)器由四個74ls192集成芯片組成，其中分、秒計數(shù)器都為六十進制計數(shù)器，時計數(shù)器為二十四進制計數(shù)器。74ls192集成芯片說明：a) cu

5、-加計數(shù)脈沖輸入端，上升沿有效；b) co-進位輸出信號，加計數(shù)時出現(xiàn)，低點平有效；c) cr-異步清零端，高電平有效；d) qi-輸出信號端；74ls192集成芯片作加計數(shù)器工作時，端口ucc接高電平。計時器工作原理：（1） 六十進制秒計數(shù)器工作原理：左端74ls192集成芯片的cu端口接收秒脈沖發(fā)射器發(fā)出的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數(shù)，每過一秒，計數(shù)增加量為1；當(dāng)q3q2q1q0達到1001狀態(tài)時，在下一個脈沖到來時，q3q2q1q0的狀態(tài)瞬間變成0000，與此同時產(chǎn)生進位信號從co端輸出，從右端74ls192集成芯片的cpu輸入此進位信號，qqqq從0000開始計數(shù)；當(dāng)

6、qqqq達到0110時，此時qq的狀態(tài)為1，通過與門電路給分計數(shù)器提供脈沖信號（01），使分脈沖計數(shù)器開始計數(shù)；在給分計數(shù)器提供脈沖信號的同時，異步清零端cr=1，使qqqq的狀態(tài)瞬間回到0000狀態(tài)，重新進入下一輪的計數(shù)。以上過程分析實現(xiàn)了六十進制秒計數(shù)器的功能。（2） 六十進制分計數(shù)器工作原理與秒計數(shù)器的工作原理相同，左端74ls192集成芯片的cu端口接收秒計數(shù)器提供的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數(shù)，至qqqq達到0110時，分計數(shù)器給時計數(shù)器提供脈沖信號，使時計數(shù)器開始計數(shù)，同時分計數(shù)器又返回到最初狀態(tài)。（3） 二十四進制時計數(shù)器工作原理：左端74ls192集成芯片的c

7、pu端口接收分計數(shù)器提供的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數(shù)，當(dāng)q3q2q1q0達到1001狀態(tài)時，在下一個脈沖到來時，q3q2q1q0的狀態(tài)瞬間變成0000，與此同時產(chǎn)生進位信號從co端輸出，從右端74ls192集成芯片的cpu輸入此進位信號，qqqq從0000開始計數(shù)；當(dāng)qqqq q3q2q1q0達到00100100時，q5q2的狀態(tài)11，通過與門電路使異步清零端cr=1，qqqq q3q2q1q0的狀態(tài)重新回到00000000，此時分、秒計數(shù)器的輸出狀態(tài)也都為，整個計數(shù)器電路又開始進入下一輪的計數(shù)。、 由7448集成芯片構(gòu)成的時、分、秒譯碼顯示電路圖8：譯碼顯示器7448七段

8、顯示譯碼器功能說明：（）7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動共陰極顯示器。 7448的功能表如表所示。（）如圖所示，符合功能表中正常顯示的條件，計數(shù)器輸出給顯示譯碼器的狀態(tài)從，時顯示譯碼器中顯示的數(shù)字從，分，秒顯示譯碼器中顯示的數(shù)字從。表5、由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成整點報時電路圖9：整點報時電路整點報時電路工作原理：分計數(shù)器給時計數(shù)器提供進位信號的同時，給由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的2端提供一個低電平，使得v2，輸出端電位為高電平，因此音響系統(tǒng)工作，實現(xiàn)了整點報時通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器調(diào)節(jié)報時聲響的持續(xù)時間t，其最長時間. *4.7* =、 總電路圖程序說明圖：總電路通過

9、校時電路（圖2、圖3）校時后電路正常工作，秒脈沖發(fā)射器（圖）發(fā)送脈沖信號秒計數(shù)器（圖）接收脈沖信號開始計數(shù)分計數(shù)器（圖6）、時計數(shù)器（圖7）按照一定的計數(shù)規(guī)律計數(shù)各計數(shù)器的輸出向譯碼顯示器（圖8）提供譯碼信號，使時間數(shù)字顯示出來分計數(shù)器（圖6）給時計數(shù)器 （圖7）提供進位信號時，整點報時電路（圖9）工作，實現(xiàn)整點報時。六 本設(shè)計改進建議在電源輸入端增加橋式整流降壓電路如圖11所示，把220v交流電轉(zhuǎn)化成5v的直流電(如圖12)，使數(shù)字電子鐘能直接接入220v交流線路中。圖11：降壓整流濾波電路圖12：降壓整流濾波后的電壓七. 總結(jié)（感想和心得等）通過這一個星期時間的課程設(shè)計，把課堂知識運用于實踐之中，鍛煉了我們的實踐技能，培養(yǎng)了我們學(xué)以致用的能力，在一定程度上鞏固我們所學(xué)知識。經(jīng)過設(shè)計的過程，把本學(xué)期獨立的知識點和通過查找資料得到的知識結(jié)合起來形成一個統(tǒng)一的數(shù)字系統(tǒng)，使我們獨立思考與自主學(xué)習(xí)的能力得到加強。同時，與同組成員共同研究課題的過程中，增強了我們分工合作的能力，不知不覺中培養(yǎng)了我們的團隊意識。在與小組成員共同討論得出電路圖后，后面的原理分析和功能模塊分析完全由自己查找資料進行，結(jié)合老師課堂上所講的知識，特別是555定時器和計數(shù)器的知識，把數(shù)字電子技術(shù)課程中所學(xué)的用于分