數(shù)字電子技術課程設計匯本報告

1、 任務書設計目的1.掌握數(shù)字電子技術課程的基本理論以及方法的基礎2.掌握數(shù)字鐘的設計、調試方法3，能夠以十進制顯示“時”，“分”，“秒”設計要求時鐘顯示功能，能夠以十進制顯示“時”，“分”，“秒”。整時響鈴，時分秒可調基本要求.時鐘顯示功能，基本功能完整，時間可調1、 設計任務及要求 通過對數(shù)字電子技術課程的學習，讓同學掌握數(shù)字電子技術課程的基本理論以及方法，加深學生對理論知識的理解，同時積極有效的提高了學生的動手能力，獨立思考和解決問題的能力，創(chuàng)新思維能力、協(xié)調能力，以及團結合作、互幫互助的優(yōu)良傳統(tǒng)。為了充分體現(xiàn)這些精神和能力，所以讓同學獨立自主的制造一個數(shù)字時鐘，故，對同學設計的數(shù)字時鐘進

2、行如下要求：時鐘顯示功能，能夠以十進制顯示“時”，“分”，“秒”。2、 設計的作用、目的（1）在同學掌握數(shù)字電子技術課程的基本理論以及方法的基礎上，加深學生對理論知識的理解，同時積極有效的提高了學生的動手能力，獨立思考和解決問題的能力，創(chuàng)新思維能力、協(xié)調能力，以及團結合作、互幫互助的優(yōu)良傳統(tǒng)。 （2）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)的設計、安裝、測試方法；進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識分析和解決實際問題的能力。（3）. 熟悉集成電路的引腳安排，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法了解面包板結構及其接線方法，了解數(shù)字鐘的組成及工作原理，熟悉數(shù)字鐘的設計與制作。（4）. 掌握

3、數(shù)字鐘的設計、調試方法。3、 設計過程1. 方案設計與論證數(shù)字鐘的邏輯結構主要包括有六十進制計數(shù)器、二十四進制計數(shù)器（其中包括六十進制計數(shù)器和二十四進制計數(shù)器均由十進制計數(shù)器74LS160接成）、動態(tài)顯示譯碼器、LED數(shù)碼管顯示環(huán)節(jié)、555定時器（可以提供一個比較精確的1Hz的時鐘脈沖），時間設置環(huán)節(jié)可以提供時間的初始設置，動態(tài)顯示譯碼器提供將BCD代碼(即8421碼)譯成數(shù)碼顯示管所需要的驅動信號，使LED數(shù)碼管用十進制數(shù)字顯示出BCD代碼所表示的數(shù)值。數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖：時顯示器分顯示器秒顯示器時譯碼器分譯碼器秒譯碼器24時計數(shù)器60分計數(shù)器60秒計數(shù)器校時電路555定時器(1)55

4、5定時器的設計555定時器是一種多用途的數(shù)字 模擬混合集成電路，利用它能極方便地構成施密斯觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以555定時器在波形的產生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域中都得到了應用。本設計方案使用555多諧振蕩器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調，不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振蕩器沒有石英晶體穩(wěn)定度和精確性高，由于設計方便，操作簡單，成為了設計時的首選，但是由于與實驗中使用的555芯片產生的脈沖相比較，利用晶振產生的脈沖信號更加的穩(wěn)定，通過電壓表的測量能很好的觀察到這一點，同時在顯示上能夠更加接

5、進預定的值，受外界環(huán)境的干擾較少，一定程度上優(yōu)于使用555芯片產生信號方式。最終我們選擇了555定時器作為秒脈沖發(fā)生器。在555定時器的外部接適當?shù)碾娮韬碗娙菰嫵啥嘀C振蕩器，再選擇元件參數(shù)使其發(fā)出標準秒信號。555定時器的功能主要由上、下兩個比較器1、2的工作狀況決定。若復位端 加低電平或接地,可使電路強制復位,不管555電路原處于什么狀態(tài),均可使它的輸出為“0”電平。只要在555定時器電路外部配上兩個電阻及兩個電容元件,并將某些引腳相連,就可方便地構成多諧振蕩器。555是數(shù)字鐘脈沖產生的核心部分。為了保證脈沖的準確性與穩(wěn)定性，R1和R2采用可調電阻，經過不斷的調試，R1的阻值大約在15K

6、左右，R2的電阻大約在68K左右，電容C大小為10uF，經過多次調試后可以得到頻率為1Hz的秒脈沖，并將其作為整個多功能數(shù)字鐘的脈沖源，作為計數(shù)器計數(shù)等功能之用R1=R2T=（R1+2R2）Cln2=1R1=1（3Cln2）=48k(2)計數(shù)器的設計計數(shù)器是一種計算輸入脈沖的時序邏輯網(wǎng)絡，被計數(shù)的輸入信號就是時序網(wǎng)絡的時鐘脈沖，它不僅可以計數(shù)而且還可以用來完成其他特定的邏輯功能，如測量、定時控制、數(shù)字運算等等。首先是由555定時器給秒個位計數(shù)器一個1Hz的脈沖，秒信號經秒計數(shù)器.分計數(shù)器.時計數(shù)器之后，分別得到“秒”個位十位，“分”個位十位，以及“時”個位十位輸出信號，然后送至顯示電路，以便實

7、現(xiàn)用數(shù)字顯示時.分.秒的要求。“秒”和“分計數(shù)器應為六十進制，二“時”計數(shù)器應為二十四進制。采用十進制計數(shù)器74LS160來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。數(shù)字鐘的計數(shù)電路是用兩個六十進制計數(shù)電路和“12翻1”計數(shù)電路實現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計數(shù)電路的設計可以用反饋清零法。當計數(shù)器正常計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當進位脈沖到來時，反饋信號將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)相應模的循環(huán)計數(shù)。以六十進制為例，當計數(shù)器從00，01，02，59計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當?shù)?0個秒脈沖到來時，反饋信號隨即將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)模為60的循環(huán)計數(shù)。六十進制加法計數(shù)器。采用74LS160組成六十進制加法計數(shù)器，可利用74LS160

8、異步清零端通過反饋歸零來實現(xiàn)。六十進制加法計數(shù)器1） .二十四進制加法計數(shù)器。由兩個74LS160和74LS00四2輸入與非門組成二十四進制“時”計數(shù)器。 二十四進制加法計數(shù)器(3)校時電路的設計校時電路的作用是：當數(shù)字鐘接通電源或者出現(xiàn)誤差時，校正時間。校時是數(shù)字鐘應具有的基本功能。一般電子表都具有時、分、秒等校時功能。為了使電路簡單，在此設計中只進行分和小時的校時。校時有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關控制，使計數(shù)器對1Hz校時脈沖計數(shù)。“慢校時”是用手動產生單脈沖作校時脈沖。圖中S1校分用的控制開關，S2（總圖）為校時用的控制開關，它們的控制功能如表4所示，校時脈沖采用分

9、頻器輸出的1Hz脈沖，當S1或S2分別為“0”時可以進行“快校時”。如果校時脈沖由單次脈沖產生器提供，則可以進行“慢校時”。四-2輸入與非門74LS00集成邏輯門是數(shù)字電路中應用十分廣泛最基本的一種器件，為了合理的使用和充分利用其性能，必須對它的主要參數(shù)和邏輯功能進行測試。74LS00與非門的主要參數(shù)為：輸出高電平：指與非門有一個以上輸入端接地或接低電平時的輸出電平值。輸出低電平：指與非門的所有輸入端均接高電平時的輸出電平值。開門電平：指與非門輸出處于額定低電平時允許輸入高電平的最小值。關門電平：指與非門輸出處于高電平狀態(tài)時允許輸入低電平的最大值。電壓傳輸特性：是指門的輸出電壓隨輸入電壓而變化

10、的曲線，由它可以得到門電路的輸出高電平、輸出低電平、關門電平和開門電平等。低電平的輸出電源電流；是指輸入所有端都懸空，輸出端空載時，電源提供器件的電流。高電平輸出電源電流：是指輸出端空載，每個門各有一個以上的輸入端接地，電源提供給器件的電流。低電平輸入電流：是指被測輸入端接地，其余輸入端懸空時，由被測輸入端流出的電流值。高電平輸入電流：指被測輸入端接高電平，其余輸入端接地，流入被測輸入端的電流值。扇出系數(shù)：門電路能驅動同類門的個數(shù)，它是衡量門電路負載能力的一個參數(shù)，TTL與非門有兩種不同性質的負載，即灌電流負載和拉電流負載，因此有兩種扇出系數(shù)。即低電平扇出系數(shù)和高電平扇出系數(shù)。(4)譯碼和顯示

11、電路的設計譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進行“翻譯”，變成相應的狀態(tài)，使輸出通道中相應的一路有信號輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲器尋址和組合控制信號等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器74LS248，74LS248輸入的8421BCD碼ABCD譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應的數(shù)。本設計譯碼和顯示電路由74LS248和七段數(shù)碼管組成。六個74LS248和六個七段數(shù)碼管組成。七段數(shù)碼管，隨著秒計數(shù)脈沖不斷的輸入和計時的變化，連續(xù)的進行時、分、秒計

12、時顯示。四、心得體會及建議通過此次的數(shù)字時鐘課程設計，無疑的一點：我學到了很多。早在大一的時候我就在問自己我學電路分析究竟拿來干什么，學數(shù)字電子技術基礎拿來干什么，都埋頭苦干在書本上，一點興趣都沒有，一點趣味都沒有，以至于花了時間在課本上，卻沒讓自己得到更多的收獲?？蛇@次不一樣了，我對專業(yè)的興趣來了，我對專業(yè)的熱情燃燒了，此次的數(shù)字時鐘課程設計就是我對專業(yè)熱情燃燒的導火線。通過此次的數(shù)字時鐘課程設計，不僅讓我對專業(yè)重新了解，也讓我在其中學到了很多，從理論學習到實踐學習，其理論、實踐的完美結合更讓我知道了電子信息工程的本質。通過本次課程設計,我明白了一個道理:無論做什么事情,都必需養(yǎng)成嚴謹,認真

13、,善思的工作作風.我這畢業(yè)設計由于我采用的是數(shù)字電路來實現(xiàn)的,所以電路較復雜,但是容易理解.每一部分我都能理解并且能有多種設計方法.我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。最后在實現(xiàn)多功能數(shù)字鐘的各相功能，都達到了預期的結果，并且很美觀。沒有最好，只有更好。我相信通過這一次的課程設計之后，我以后會更加努力，用嚴謹?shù)目茖W態(tài)度去面對一切。克服困難，戰(zhàn)勝自我，超越自我。五、附錄序 號名 稱型 號 參 數(shù)數(shù) 量備注1同步十進制計數(shù)器74LS1606