多功能數(shù)字電子鐘-數(shù)電課程設計

1、華南理工大學廣州學院電子信息工程學院華南理工大學廣州學院數(shù)字電路課程設計報告題目:多功能數(shù)字電子鐘 專業(yè)： 自 動 化 班級： 一 班 姓名： 姚 楸 同組隊員： 陳杰濤、姚 楸、李卓鴻、劉志健、吳壁文、陳孟鵬、黎杰豪、江泉河 學號: 201130087082 日期：2013年1月 一、 設計目的為了鞏固課本所學知識，培養(yǎng)動手能力和實際解決問題的能力，加深對課堂知識的理解和運用，進一步學習和熟悉各種常用芯片的規(guī)格和使用，能掌握電路的組裝和基本問題的排除。通過課程設計要實現(xiàn)以下兩個目標：一、學生初步掌握電子線路的設計、組裝及調(diào)試方法。即學生根據(jù)設計要求，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并

2、通過組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能要求；二、課程設計為后續(xù)的畢業(yè)設計打好基礎。畢業(yè)設計是系統(tǒng)的工程設計實踐，而課程設計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向實際方面，運用已學過的分析和設計電路的理論知識，逐步掌握工程設計的步驟和方法，同時，課程設計報告的書寫，為今后從事技術工作撰寫科技報告和技術資料打下基礎。二、 設計要求和設計指標：a設計一個能顯示時、分、秒的數(shù)字鐘，顯示時間從00：00：00到23：59：59；b設計的電路包括產(chǎn)生時基信號，時、分、秒的計時電路，顯示電路。c具有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間；d計時過程具有整點報時功能，當時間到達整點

3、前10秒進行蜂鳴報時三、 總體框圖設計本設計通過555定時器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進行計數(shù)，計數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。四、 功能模塊設計和原理說明1、秒脈沖發(fā)生器秒信號發(fā)生電路由集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成。555定時器振蕩電路是數(shù)字鐘的核心部分，它的頻率和穩(wěn)定性直接關系到表的精度。因此選擇555定時器構成的多諧振蕩器，其中電容C1為10微法，C2為0.01微法，兩個電阻R1= 10K R2=66.5K歐姆。此時在電路的輸出端就得到了一個周期性的矩形波，其振蕩頻率為： f=1.43/(R1+2R2)C1 2、秒計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設計

4、 秒計數(shù)器為M=60的計數(shù)器，即顯示0059，采用中規(guī)模集成電路雙十進制計數(shù)器至少需要2片，因為10 < M < 100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74LS192實現(xiàn)。當個位計數(shù)至1010時，通過 74LS08 二輸入與非門連至清零端達到清零，當達到0000時，產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時清零。譯碼芯片使用CD4511BM3、分計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設計分計數(shù)器同秒計數(shù)器一樣為M=60的計數(shù)器，即顯示0059，采用中規(guī)模集成電路雙十進制計數(shù)器使用2片，因為10 < M < 100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74L

5、S192實現(xiàn)。當秒計數(shù)器十位計數(shù)至0110時清零，達到0000時產(chǎn)生上升沿脈沖送入分計數(shù)器的個位開始計數(shù)。當個位計數(shù)至1010時清零產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時繼續(xù)清零。譯碼芯片使用CD4511BM4、時計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設計時為二十四進制計數(shù)器，顯示為0023，個位仍為十進制，而十位為三進制，但當十進位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進制了。時計數(shù)進位類似于分和秒。譯碼芯片使用CD4511BM.。5、整點前十秒報時當時的十位數(shù)計數(shù)器輸出0101，個位數(shù)輸出1001，秒的十位數(shù)輸出0101時通過兩片四路的與非門74ls20op和一個與門74ls08和一個非門74ls

6、04共同組成一個報時電路。相當于六路與門。6、校時電路 時校時 分校時校時時要對74LS192的5端腳輸入高電平，本設計直接使用555定時器產(chǎn)生的方波高電平來觸發(fā)。五、 主要元器件的選擇脈沖發(fā)生器使用555定時器555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖。計數(shù)器使用74LS192 功能表如下：譯碼芯片使用CD4511BM功能表 使用了與門74LS08功能表74LS04功能表74LS20四路與非門功能表數(shù)碼管使用的是共陰七段數(shù)碼管六、 總電路圖程序說明總電路仿真圖通過每兩片74LS192構成數(shù)字時鐘的時模塊、分模塊、秒模塊其中時是24進制的，分和秒是

7、60進制的，秒模塊計數(shù)計到60的時侯立刻產(chǎn)生清零信號和進信號是分模塊加一，分到時和秒到分一樣。校時的高電平是來自于555定時器產(chǎn)生的脈沖，整點報時是通過六路與非，只有符合當時鐘走到59分50秒時開始報時，報時的時間為十秒。實物圖PCB電路圖譯碼顯示部分計時部分七、本設計改進建議雖然本設計可以實現(xiàn)課程的要求，但是要使用在時間中還是不夠的，因為沒有鬧鐘功能，還有沒有斷電保存時間的功能，這些需要以后自己完善。八、心得體會此次數(shù)電課程設計，我們小組選擇了最后一個課題多功能數(shù)字電子鐘。這個課題相對于其他課題，算是最難的一個了。我們小組幾個人，不知道搞了多少個白天夜晚，終于把這設計弄出來。起初，在設計電路圖方面，我們展開了激烈的討論，商討怎樣才能用最少，最簡的電子元器件實現(xiàn)課程要求，最終我們決定采用555定時器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進行計數(shù)，計數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。在設計PCB電路圖時，我們也遇到了不少難題，如板子長寬不夠，需要幾塊板，有的線畫不了，需要幾根跳線。此次為了板子空間的需要，我們的電阻，也采購了貼片電阻，在焊接時，也更加的考驗了我們的焊工，經(jīng)過我們的不懈努力，最終將實物焊接完成。稍微遺憾的是，我們小組此次的課程設計，不能實現(xiàn)所有的要求功能，由于時間的不夠，我們的設計沒有鬧鐘