數(shù)字電子鐘的設計(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設計報告課程名稱：數(shù)字電子技術設計題目：數(shù)字電子鐘的設計院 系：電子電氣工程系 班 級：08級自動化設計學生：劉紅彥學 號：7指導教師：姜紅紅（課程設計時間） 2010-6-27 課程設計任務書：數(shù)字電子鐘的設計一設計任務用中小規(guī)模的集成電路設計一個能顯示時,分秒的數(shù)字時鐘。二基本要求1.時鐘功能：采用LED數(shù)碼管顯示累計時間；2.校時功能：能準確的快速的校準時、分、秒功能；3.整點報時：要求整點前鳴叫。三設計要點1.設計一個精確的秒脈沖產(chǎn)生電路；2.設計60進制、24進制的計數(shù)器；3.設計簡單的校時電路。目錄一.設計目的.二.設計任務三.設計思想四.實驗器材.五

2、數(shù)字電子鐘的控制原理.（1）“秒脈沖信號發(fā)生器”的設計.（2）計時器的設計 .（3）顯示器 .（4）計數(shù)及譯碼顯示六 設計總結.七參考文獻及資料及圖.一 設計目的1、鞏固和加深學生對模擬電子技術，數(shù)字邏輯電路等課程基本知識的理解，綜合運用課程中所學到的理論知識去獨立完成一個實際課題。 2、根據(jù)課程需要，通過查閱手冊和文獻資料，培養(yǎng)學生獨立分析和解決實際問題的能力。3、通過電路方案的分析、論證和比較，設計計算和選用元氣件，通過電路組裝，調(diào)試和檢測環(huán)節(jié)，掌握電路的分析方法和設計方法。4、熟用常用電子元氣件的類型和特性，并掌握合理選用原則。5. 通過對數(shù)字鐘的設計，學會綜合應用所學的電子技術知識進行

3、電子產(chǎn)品的計，并在設計、制造和調(diào)試過程中初步掌握電子產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程和相關技能。 對所學知識有更近一步的理解，更培養(yǎng)動手的能力，使得知識和實踐相結合。 二 設計任務用中小規(guī)模的集成電路設計一個能顯示時,分秒的數(shù)字時鐘。并且要求整點前鳴叫。畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設計額、和實驗的總結。三 設計思想通過555集成定時器來產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號使得計數(shù)器進行計數(shù)，將計數(shù)器所輸出的數(shù)據(jù)傳送給譯碼器，使譯碼器來驅(qū)動七段數(shù)碼管顯示結果。用門電路來獲取信號的位置。顯 示 器顯 示 器顯 示 器譯碼器譯碼器譯碼器24進制時計數(shù)器60進制分計數(shù)器60進制秒計數(shù)器555定時器生電路四 實驗器材（1）555

4、定時器 （2）74LS161a（6片）（3）74Ls48（6片） （4）74F00 （10片）（5）4511共陰極七段數(shù)碼顯示(6片) （6）導線及電阻（若干） （7）揚聲器一個 （8）74F10（1片）五數(shù)字電子鐘的控制原理84562731555+VCCuoR1R2CC1+uC（1） “秒脈沖信號發(fā)生器”的設計。振蕩器是數(shù)字鐘的核心部分。振蕩器的穩(wěn)定性及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度，一般來說555產(chǎn)生出來的秒脈沖不太穩(wěn)定，但是由于某種原因，本實驗采用555定時器。其中要求R1、 R2為100K的電阻 C1為4.7mF、C2為0.01mF的電容，Vcc為+5V電源,GND接地。 （2

5、）計時器的設計 眾所周知，秒、分、時分別為六十、六十、二十四進制(十二進制亦可)計數(shù)器那么“秒”和“分”計數(shù)器用兩塊十進制計數(shù)器級連來實現(xiàn)，它們的個位為十進制，十位為六進制，這樣，符合人們通常計秒數(shù)的習慣?！皶r”計數(shù)也用兩個十進制集成塊，只是做成二十四進制，上述計數(shù)器均可用反饋清零法來實現(xiàn)。時間計數(shù)單元有時計數(shù)、分計數(shù)、秒計數(shù)和星期計數(shù)等幾個部分。時計數(shù)單元一般為24進制計數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計數(shù)和秒計數(shù)單元為60進制計數(shù)器，其輸出也為8421BCD74ls161的片圖 功能表1異步清零，Cr=0，立即清零，與CP無關。同步預置。LD=0，Cr=1,在置數(shù)輸入端A ,B,

6、 C, D預置某個數(shù)據(jù)。在CP上升時刻，才將ABCD的數(shù)據(jù)送入計數(shù)器，因此預置數(shù)時必須在CP作用下進行。 保持。LD=Cr=1，只要控制端P，T中有低電平，就使每級觸發(fā)器J=K=0，處于維持。 計數(shù)。LD=Cr=P=T=1，電路按自然二進制數(shù)序列轉換，即由00000001. 1111。用74LS161的同步與之段構成十進制計數(shù)器，選擇前10個狀態(tài)，后6個狀態(tài)無效。當計數(shù)器N=9，計數(shù)器輸出QDQCQBQA=1001，經(jīng)過與非門反饋給同步預置端，使LD=0，再來一個CP，計數(shù)器將DBCA=0000的數(shù)預置計數(shù)器。用相同的方法構成六進制計數(shù)器，選前6個狀態(tài)。秒：用兩個74ls161片子級聯(lián)成六十位

7、數(shù)60=10*6 ，當秒的各位是1001是產(chǎn)生進位信號并且進行該位置零，當秒的十位為0101是產(chǎn)生分位信號并且對改為進行置零信號。分：分鐘同理秒鐘的設計。時：用兩個74ls161片子級聯(lián)成24位數(shù)24=2*10+4，地位為0011 且 高位為0010是產(chǎn)生置零時計數(shù)器 當“時”十位的QDQCBA為0000時，“時”的個位計數(shù)單元是十進制計數(shù)器，當他的QDQCQBQA到1001時，通過與非門使得個位74LS161上的清零端為0，則計數(shù)器的輸出直接置零，從0000有開始。當十位的QDQCQBQA為0010時，且低位為0100時 ，通過與非門使得該74LS161的清零端為0，即當個位計數(shù)單元的QDQ

8、CQBQA為0100時，就要又從0000開始計數(shù)。這樣就實現(xiàn)了“時”24進制的計數(shù)。其中當秒鐘的高位片子產(chǎn)生置零信號時向分鐘的片子的地位產(chǎn)生脈沖。用兩個與非門實現(xiàn)。（3）顯示器 我用的是七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出數(shù)字，顯示器用兩種，共陽極和共陰極顯示器。4511對應的是共陰極顯示器。六總結通過此次課程設計，總體來說，收獲頗豐，無論是在培養(yǎng)自己的實驗動手能力還是培養(yǎng)自己的性情方面。在此次的數(shù)字鐘設計過程中,更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在連接六進制,十進制,六十進制的進位及二十四進制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯時便能準確地找出錯誤所在并及時糾正了.在設計電路中,往往是先仿真后連接實物圖,但有時候仿真和電路連接并不是完全一致的,因此仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的，所以在連接線路是就要求非常認真，要清楚了解各個連接點之間的關系，這樣才能在實際焊接過程中得心應手，取得事半功倍的效果.在設計電路的連接圖中出錯的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的焊點所引起的.在焊接過程中，組員間配合的非常好，進度相當快，雖然在其中幾個焊接中遇到幾點非常困難的地方，但是還是被我們解決了，這就是團隊的力量。在開始的設計和最后的調(diào)試過程是漫長的，有時我們?yōu)榱艘粋€問題要找很長時間，甚至要熬夜、顧不上吃飯等，我們既要在計算機前