數(shù)字電子時鐘設(shè)計

1、電子技術(shù)課程設(shè)計數(shù)字電子時鐘的設(shè)計摘要：設(shè)計一個周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，具有校時功能和報時功能的電子鐘。本系統(tǒng)的設(shè)計電路由時鐘譯碼顯示電 路模塊、脈沖邏輯電路模塊、時鐘脈沖模塊、整電報時模塊、校時模 塊等部分組成。計數(shù)器采用異步雙十進制計數(shù)器 74LS90,發(fā)生器使 用石英振蕩器，分頻器4060CD及雙D觸發(fā)器74LS74D，整電報時 電路用門電路及揚聲器構(gòu)成。一、設(shè)計的任務(wù)與要求電子技術(shù)課程設(shè)計的主要任務(wù)是通過解決一， 兩個實際問題，鞏 固和加深在“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中所 學(xué)的理論知識和實驗技能，基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計方法， 提高電子

2、電路的設(shè)計和實驗?zāi)芰?，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一 定的基礎(chǔ)。電子技術(shù)課程設(shè)計的主要內(nèi)容包括理論設(shè)計、仿真實驗、 安裝與調(diào)試及寫出設(shè)計總結(jié)報告。衡量課程設(shè)計完成好壞的標準是： 理論設(shè)計正確無誤；產(chǎn)品工作穩(wěn)定可靠，能達到所需要的性能指標。本次課程設(shè)計的題目是“多功能數(shù)字電子鐘電路設(shè)計”。要求學(xué)生運用數(shù)字電路，模擬電路等課程所學(xué)知識完成一個實際電子器件設(shè) 計。二、設(shè)計目的1、讓學(xué)生掌握組合邏輯電路、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

3、力、原理方框圖如下nLIri譯碼驅(qū)動誹碼驅(qū)動說碼驅(qū)動洋碼噥動詳碼觀動時十位 計數(shù)分卜位分個位計數(shù)14計數(shù)時個位 讓數(shù)秒個位訃數(shù)秒十位 計數(shù)禰電1、圖中晶體振蕩電路由石英32.768KHZ及集成芯。2、圖中分頻器4060BD芯片及D觸發(fā)器構(gòu)成分頻器。3、計數(shù)器由二一一五一一十73LS90芯片構(gòu)成。4、圖中dcd_hex顯示器用七段數(shù)碼顯示器且本身帶有譯碼器。5、圖中校時電路和報時電路用門電路構(gòu)成。四、單元電路的設(shè)計和元器件的選擇1、十進制計數(shù)電路的設(shè)計74LS90集成芯片是二一五一十進制計數(shù)器，所以將INB與QA相連；R0（ 1）、R0 （2）、R9（1）、R9（2）接地（低電平）；INA作為脈

4、沖輸入；QA、QB、QC、QD作為輸出就可構(gòu)成十進制計數(shù)器。接線如下圖所示DCD HEXU2T|.174LS90DR2、六進制電路的設(shè)計74LS90集成芯片是異步清零二一五一十進制計數(shù)器。所以米用反饋清零法將 INB 接 QA ; QB 接 R0 (1); QC 接 R0 (2); R9(1)、R9 (2)接地(低電平)；INA作為脈沖輸入；QA、QB、QC、QD作 為輸出就可構(gòu)成六進制計數(shù)器。接線圖如下圖所示。DCD HEX3、二十四進制計數(shù)電路的設(shè)計74LS90集成芯片是二一五一十BCD碼進制計數(shù)器。用反饋清零法 構(gòu)成：個位“ 4”對應(yīng)“ 0100”，十位“ 2”對應(yīng)“ 0010”，所以將

5、U14的 QC接 U15的 INA進行級聯(lián)，U15的 QB接 U15 US14的 R0(2)、R0 (1)，U14的 QC接 U15 U14的 R0 (1)、R0 (2)。接線圖如上圖所示。U15DCD_HEXUliDCD HEX54S9QD:U11AzU12 74LS90DQ4、六十進制計數(shù)電路的設(shè)計六十進制計數(shù)器的個位是十進制，十位是六進制。所以用兩片74LS90集成芯片分別接成十進制和六進制計數(shù)器，將十進制計數(shù)器的QC接六進制的INA即可構(gòu)成六十進制計數(shù)器。接線圖如下圖所示5、時間計數(shù)電路的設(shè)計用6片74LS90構(gòu)成的兩個六十進制和二十四進制計數(shù)器。將秒 位六十計數(shù)器十位的 QD接分位六

6、十計數(shù)器個位的INA，分位六十計 數(shù)器十位的QD接時位二十四計數(shù)器個位的INA即可構(gòu)成時間計數(shù)電路。顯示器接各計數(shù)器的輸出 QD QC QB QA輸出QA QB QCQD QE QF QG接七段數(shù)碼顯示器的a、b、c、d、e、f、g。接線圖 如上圖所示。6、時鐘電路的設(shè)計用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器如下圖所示。時間計數(shù)電路 需要秒脈沖信號，分頻電路采用4060BD-14分頻，所以振蕩器輸出為 2Hz,再由雙位D觸發(fā)器分頻得1hz的脈沖波。接線圖如下圖所示。J25A$?4DVCC7、校時電路的設(shè)計當開關(guān)閉合時，分或者時自動校準8、整點報時電路的設(shè)計四輸入與門集成芯片U36A-AN

7、D4勺上兩腳接分十位計數(shù)器的QA QC下兩腳接分個位計數(shù)器的 QA QD U37A-AND的中間兩腳接秒的 十位QA QC最下端的腳接秒個位QA,U30A上端接高于U29A下端的 電頻，U30與U32Z之間接秒的個位 QD這樣就會在59分51、53、 55、57、59秒的時候U29:輸出高電平，蜂鳴器發(fā)聲。接線圖如下圖 所示。744AAIWD*W1A五、系統(tǒng)電路總圖及原理數(shù)字電子鐘的電路總圖如下圖所示。用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時 電路和報時電路組成。用石英 R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(gòu)成的振 蕩電路產(chǎn)生的信號經(jīng)過

8、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。校時電路是用與 非門構(gòu)成的組合邏輯電路，在對時個位校時時不影響分和秒的正常計 數(shù)；在對分個位校時時不影響時和秒的正常計數(shù)。 報時電路是由四輸 入與非門和二輸入與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，當計時到 59分51、 53、55、57、59秒時，蜂鳴器都發(fā)聲報時，59秒時最響。六、經(jīng)驗體會雖然我們學(xué)習(xí)了模電和數(shù)電，對電子技術(shù)有了一些初步了解， 但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計， 我們才把 理論和實踐相結(jié)合。從中對我們學(xué)到的知識有了進一步的理解。為期一周的課程設(shè)計使我更進一步地熟悉了集成芯片的結(jié)構(gòu)及

9、掌握了各芯片的工作原理和其具體使用方法，也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看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)計我們了解到課程設(shè)計的一般步驟和 設(shè)計中應(yīng)該注意的問題。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。 設(shè)計中最重要的是設(shè)計的思 想，設(shè)計的過程和設(shè)計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現(xiàn)的。同時對普通計數(shù)器如何構(gòu)成n進制計數(shù)器有了更深刻 的了解和掌握，對自我的實踐操作能力也有了很高的提升。另外，在 接線時一定要小心，培養(yǎng)了我們小心謹慎的處理事情的習(xí)慣； 在布線 方面一定要清晰、橫平豎直、勿交叉等等。本次課程設(shè)計，通過繪制電路原理圖，我們對Proteus軟件有了更進一步的了解和使用更加熟練。在實物接線過程中會出現(xiàn)一些這樣那樣 的問題，我們得耐心用萬用表查線，使得我們養(yǎng)成耐心的習(xí)慣?？傊? 這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計讓我受益匪淺，對我以后的學(xué)習(xí)和工作有 很大幫助。參考文獻電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）康華光主編 高等教育出版社基于MultisimIO的電子仿真實驗與設(shè)計王連英主編 北京郵電大學(xué)出版社電子技術(shù)實驗指導(dǎo)王愉節(jié)貴州科技出版社 附錄1附錄