多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)一、 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)摘要2二、 數(shù)字電子鐘方案框圖2三、 單元電路設(shè)計(jì)及相關(guān)元器件的選擇31. 6進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)32. 10進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)43. 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)44. 時(shí)間計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)55. 校正電路的設(shè)計(jì)66. 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)77. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)88. 譯碼驅(qū)動(dòng)及單元顯示電路9四、系統(tǒng)電路總圖及原理9五、經(jīng)驗(yàn)體會(huì)10六、參考文獻(xiàn)10附錄A:系統(tǒng)電路原理圖附錄B:元器件清單一 、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)摘要數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用

2、壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。 此次設(shè)計(jì)數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路。通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法。二、數(shù)字電子鐘方案框圖圖1 數(shù)字電子鐘方案框圖三、 單元電路設(shè)計(jì)和元器件的選擇 1. 6進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)6進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，采用一片中規(guī)模集成電路74LS90N芯片，先接成十進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換成6進(jìn)制，利用“反饋清零”的方法即可實(shí)現(xiàn)6進(jìn)制

3、計(jì)數(shù)，如圖2所示。圖2 2. 10進(jìn)制電路設(shè)計(jì) 圖3 3. 60 進(jìn)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)“秒”計(jì)數(shù)器與“分”計(jì)數(shù)器都是六十進(jìn)制，它由一級十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級六進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接而成，如圖4所示，采用兩片中規(guī)模集成電路74LS90N串接起來構(gòu)成“秒”“分”計(jì)數(shù)器。 圖4 4. 時(shí)間計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì) 時(shí)計(jì)數(shù)電路由U1和U2組成的24進(jìn)制電路，如圖5所示。 圖55. 校正電路的設(shè)計(jì)。校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)

4、通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號與校正信號可以隨時(shí)切換的電路接入其中。圖6所示為所設(shè)計(jì)的校時(shí)電路。如圖6所示，當(dāng)開關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘柡?相與的輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。與非門可選74LS01N，非門則可用與非門2個(gè)輸入端并接來代替節(jié)省芯片。因此實(shí)際使用時(shí)，須對開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行消除抖動(dòng)處理，圖6為加2個(gè)0.001uF的電容。 圖66時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號輸入，需要對振蕩器的輸出信號進(jìn)行分頻。通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器

5、電路，一般采用多級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。例如，將32768Hz的振蕩信號分頻為1HZ的分頻倍數(shù)為32768（），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從盡量減少元器件數(shù)量的角度來考慮，這里可選多極進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CD4060和CD4040來構(gòu)成分頻電路。CD4060和CD4040在數(shù)字集成電路中可實(shí)現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。時(shí)鐘脈沖電路由晶體振蕩器電路和分頻器電路構(gòu)成，4060BD同時(shí)構(gòu)成振蕩電路和分頻電路。如下圖，在MR和RS之間接入振蕩器外接元件可實(shí)現(xiàn)振蕩，并利用時(shí)計(jì)數(shù)電路中多一個(gè)2分頻器可實(shí)現(xiàn)15級2分頻，即可得1Hz信號。 圖77.

6、 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)根據(jù)要求，電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號。當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的Q和Q 、個(gè)位的Q和Q及秒計(jì)數(shù)器十位的Q和Q相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號。選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當(dāng)其兩端加上一個(gè)直流電壓時(shí)酒會(huì)發(fā)出鳴叫聲，兩個(gè)輸入端是極性的，其較長引腳應(yīng)與高電位相連，圖8的三極管時(shí)為了驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 圖88. 譯碼驅(qū)動(dòng)及單元顯示電路譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。

7、DCD_HEX_BLUE本身自帶譯碼驅(qū)動(dòng)電路，所以直接與相應(yīng)計(jì)數(shù)器相連接即可。 圖9四、系統(tǒng)電路總圖及原理數(shù)字電子鐘系統(tǒng)電路總圖如圖10所示。 圖10五、經(jīng)驗(yàn)體會(huì)此次我的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)過程，是一次學(xué)習(xí)的過程，之前我們在數(shù)電課上學(xué)了許多相關(guān)理論，說白了只是為應(yīng)付考試，等考完試，很多知識就會(huì)慢慢的被忘得不留痕跡。但如果我們將我們所學(xué)的知識去運(yùn)用，我們就能輕松掌握它。此次數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)，就是這樣一個(gè)過程，它讓我們熟悉了一些芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了它的工作原理和其具體的使用方法。加深了我們對課本上所學(xué)的模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)知識的理解，使我分析處理電路，設(shè)計(jì)電路的能力得到很大程度的提升。這次的課程設(shè)計(jì)

8、我用到了許多芯片，比如計(jì)數(shù)器，譯碼器等等，經(jīng)過認(rèn)真的操作分析，我懂得了它們在實(shí)際中的用途，其實(shí)在我們身邊的很多數(shù)字鐘電路，這些都是我們自己可以實(shí)現(xiàn)的。這讓我對我所學(xué)的知識產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。雖然在這次設(shè)計(jì)過程中，遇到了許多問題，很多理論學(xué)得不透，但最終通過查資料得到了解決，我很享受這次自己設(shè)計(jì)的過程，它讓我很受益！六、參考文獻(xiàn)1 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 康華光 主編 高等教育出版社2 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)康華光 主編 高等教育出版社3 電子電路計(jì)算機(jī)仿真分析黃志瑋 主編 電子工業(yè)出版社附錄B元器件清單元件型號名稱數(shù)量74LS90N譯碼器774LS08J2輸入與門3S1,s2開關(guān)274LS01D 2輸入與非門874LS40N4輸入與非門47