數(shù)字電子鐘課程設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 論 文</p><p>　　設(shè)計題目：數(shù)字電子鐘</p><p>　　學 院＿＿＿＿</p><p><b>　　專 業(yè)＿＿</b></p><p>　　班 級＿＿＿＿＿＿</p><p><b>　　指導教師＿＿＿＿＿</b

2、></p><p><b>　　完成日期＿＿＿＿＿</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　加入世貿(mào)組織以后，中國會面臨激烈的競爭。這種競爭將是一場科技實力、管理水平和人才素質(zhì)的較量，風險和機遇共存，同時電子產(chǎn)品的研發(fā)日新月異，不僅是在通信技術(shù)方面數(shù)字化取代于模擬信號，就連我們的日常生活

3、也進于讓數(shù)字化取締。 說明數(shù)字時代已經(jīng)到來，而且滲透于我們生活的方方面面。</p><p>　　就拿我們生活的實例來說明一下“數(shù)字”給我們帶來的便捷。下面我們就以數(shù)字鐘為例簡單介紹一下。數(shù)字鐘我們聽到這幾個字，第一反應(yīng)就是我們所說的數(shù)字，不錯數(shù)字鐘就是以數(shù)字顯示取代模擬表盤的鐘表，在顯示上它用數(shù)字反應(yīng)出此時的時間，相比模擬鐘能給人一種一目了然的感覺，不僅如此它還能同時顯示時、分、秒。而且能對時、分、秒準確校時

4、，這是普通鐘所不及的。與此同時數(shù)字鐘還能準確定時，在你所規(guī)定的時間里準確無誤的想你發(fā)出報時聲音，提醒你在此時所需要去做的事。與舊式鐘表相比它更適用于現(xiàn)代人的生活。</p><p>　　在課程結(jié)束之際恰好遇上學校的課題電子時鐘設(shè)計。因而在所學專業(yè)的基礎(chǔ)上做了以下課程設(shè)計。希望給大家?guī)矸奖愕耐瑫r，使自己對所學專業(yè)有進一步的了解！</p><p><b>　　Abstract<

5、/b></p><p>　　To join the WTO, China will face fierce competition. This kind of competition will be a scientific and technological strength, management level and the quality of the talent competition, risk

6、 and opportunities coexist, and at the same time, electronic product development change with each passing day, is not only in communication technology in digital replace analog signals, and even our daily life into for d

7、igital ban. Explain the digital age has come, and permeates every aspect of our lives. </p><p>　　Take our life examples to explain "digital" bring us and convenient. Below we will to digital clock

8、as an example to introduce. Digital clock we heard these words, the first reaction is what we call number, good digital clock is with digital display replace mimic panel is horological, in display it with digital reflect

9、 the time, compared with the simulation clock can give a person a kind of clear feeling, not only that it can also shows at the same time, points, SEC. And to compare the time, min</p><p>　　At the conclusion

10、 of the course in the school subject electronic clock design. So in the major based on the curriculum design. Hope to bring you convenient at the same time, make oneself to have further understanding of major! </p>

11、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)1</p><p>　　2.

12、2 設(shè)計要求1</p><p>　　3 方案論證及總體電路框圖1</p><p><b>　　3.1方案論證1</b></p><p>　　3.2總體電路框圖2</p><p><b>　　4單元設(shè)計電路3</b></p><p>　　4.1 秒脈沖產(chǎn)生電路3&l

13、t;/p><p><b>　　4.2 計數(shù)器4</b></p><p>　　4.2.1 六十進制計數(shù)器4</p><p>　　4.2.2 二十四進制計數(shù)器5</p><p>　　4.2.3 校時控制電路5</p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試6</b></

14、p><p>　　6 系統(tǒng)電路總圖7</p><p><b>　　7 器件清單8</b></p><p><b>　　8 總結(jié)與體會8</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是日常生活中常見的一種工具，大到機

15、場等公共場所的時間屏幕，小到我們的手表，鬧鐘等，都是常見的數(shù)字電子鐘。其實數(shù)字電子時鐘的設(shè)計的原理很簡單，但其功能卻很強大，現(xiàn)在市場上的電子時鐘大多都有整點報時功能，校時功能等，這次課程設(shè)計，我們以數(shù)字電子技術(shù)理論為基礎(chǔ)，親身實踐其中。</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程的核心是時序邏輯電路，組合邏輯電路和觸發(fā)器，這些也是我們學數(shù)電最基本的要掌握的知識，通過實踐可以加深對課本知識的理解，能夠處理一些實際中的情況

16、，在這次課程設(shè)計中，校時是一個很重要的模塊，既要可以正常校時，又不能干擾到時間計數(shù)顯示模塊，而時間顯示比較簡單，用熟悉的芯片就可以做出來了。</p><p>　　這次課程設(shè)計的選題——數(shù)字電子鐘，不僅可以加深我們對數(shù)字電子技術(shù)的理解，也可以提高自己的動手能力以及實際問題中解決問題的能力，培養(yǎng)了對數(shù)字電子技術(shù)的興趣。 </p><p><b>　　2 設(shè)計任務(wù)與要求</b&

17、gt;</p><p><b>　　2.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　設(shè)計一個數(shù)字電子鐘</b></p><p><b>　　2.2 設(shè)計要求</b></p><p>　　⑴數(shù)字電子鐘是以一晝夜24小時為一個計數(shù)周期</p><p>

18、　　⑵具有“時”（00——23），“分”（00——59），“秒”（00——59）數(shù)字顯示。</p><p>　　⑶具有校時功能，能分別進行秒，分，時的校正。</p><p>　　3 方案論證及總體電路框圖</p><p><b>　　3.1方案論證</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘實際上是一個對標準頻率（1HZ）進

19、行計數(shù)的計數(shù)電路，由于計數(shù)的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標準的1HZ時間信號必須做到準確定。通常使用振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。</p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器，校時電路、報時電路和振蕩器以及秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器

20、及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用24進制計時器，可實現(xiàn)對一天24小時的累計。譯碼顯示電路將“時

21、”、“分”、“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼，通過七位LED七段顯示器顯示出來。整點報時電路時根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一脈沖信號，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路時用來對“時”、“分”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整的。</p><p><b>　　3.2總體電路框圖</b></p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)總體框圖</p><p>

22、;　　4單元設(shè)計電路 </p><p>　　4.1 秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　數(shù)字電子鐘應(yīng)具有標準的時間源，用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1Hz脈沖信號，稱為秒脈沖，由于它直接影響到計時器定時的準確度，因此采用石英晶體振蕩器，并經(jīng)多級分頻電路后獲得秒脈沖信號。從電路的體積，成本以及分頻方面考慮，數(shù)字計時器通常采用石英晶振頻率為32768Hz，經(jīng)過十五級二分頻電路，便可得到頻率為1Hz的

23、秒脈沖信號。具體電路如圖4-1所示，它用一片CMOS集成電路CC4060（14位二進制計數(shù)器）和74LS74觸發(fā)器組成。</p><p>　　圖4-1 秒脈沖發(fā)生電路</p><p><b>　　4.2 計數(shù)器</b></p><p>　　4.2.1 六十進制計數(shù)器</p><p>　　由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到

24、“秒”計數(shù)器進行累加計數(shù)，秒計數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達到60秒時產(chǎn)生一個進位信號，所以，選用兩片CC4518組成六十進制計數(shù)器，采用反饋歸零的方法來實現(xiàn)六十進制計數(shù)。其中，“秒”十位是六進制，“秒”個位是十進制，如圖4-2-1所示。</p><p>　　圖4-2-1 秒、分計時電路</p><p>　　4.2.2 二十四進制計數(shù)器 </p><p>

25、　　個位計數(shù)器，十位計數(shù)器由三D觸發(fā)器cc4518構(gòu)成 ，將它們組成 “24翻1”小時計數(shù)器。</p><p>　　計數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生兩次跳躍：一是計數(shù)器計到9，即個位計數(shù)器的狀態(tài)為Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脈沖作用下計數(shù)器進入暫態(tài)1010，利用暫態(tài)的兩個1即Q03Q01使個位異步置0，同時向十位計數(shù)器進位使Q10=1；二是計數(shù)器計到12后，在第13個脈沖作用下個位計數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為Q03Q02Q0

26、1Q00=0001，十位計數(shù)器的Q10=0。第二次跳躍的十位清0和個位置1信號可由暫態(tài)為1的輸出端Q10，Q01，Q00來產(chǎn)生。</p><p>　　圖4-2-2 時計數(shù)電路</p><p>　　4.2.3 校時控制電路</p><p>　　校時電路的作用是當計時器剛接通電源或走時出現(xiàn)誤差時，進行時間的校準。如圖所示是一種實現(xiàn)時分秒校準的參考電路。開關(guān)K1，K2，K

27、3分別作為時分秒校準的控制開關(guān)。當K1，K2閉合，踢接G3門的輸入端時，G1——G3門的輸出均為1，G4門輸出為0，G5門輸出為1，秒信號經(jīng)G6門送至秒個位計數(shù)器的輸入端，計時器進行正常計時。</p><p>　　時校準:當開關(guān)K1打開，K2閉合，K3接G3門的輸入端時，G1門開啟，G2門關(guān)閉，秒信號直接經(jīng)G6和G1門送至時各位計時器，從而使時顯示器每秒鐘進一個數(shù)字，以實現(xiàn)快速的校準，校準后將K1重新閉合。<

28、;/p><p>　　分校準：當開關(guān)K1閉合，K2打開，K3接G3門的輸入端時，這時秒信號只能通過G6和G2門直接送至分個位計時器，這時分計數(shù)器快速計數(shù)，當校準后將K2閉合。</p><p>　　秒校準：當開關(guān)K1，K2閉合，K3接G4門的輸入時G4門輸出為1，使G5門開啟，周期為0.5秒的秒沖信號（可由秒脈沖信號分頻獲得）通過G5，G6門，并送至秒個位計數(shù)器，使秒計數(shù)器的計時器的計數(shù)速度提高一

29、倍，加快了秒顯示器的校準速度。當秒顯示器校準后，將K3恢復與G3門的輸入端相接，這時計時器的各位顯示器將按校準后的時間進行正常計時。</p><p>　　圖4-2-3 校時電路</p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試 </b></p><p>　　由圖所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號的流向分級安裝，逐級級聯(lián)。這里的每一級是指組成數(shù)字中的各

30、個功能電路。</p><p>　　級聯(lián)時如果出現(xiàn)時序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容相并聯(lián)。</p><p><b>　　6 系統(tǒng)電路總圖</b></p><

31、p><b>　　7 器件清單</b></p><p><b>　　8 總結(jié)與體會</b></p><p>　　伴隨著幾聲清脆的滴答聲，我們小組終于完成了長達兩個星期的課程設(shè)計。俗話說“功夫不負有心人，鐵杵也能磨成繡花針”，通過自己的努力，我們的數(shù)字電子鐘設(shè)計也在今天完成了，看著老師仔細的驗收，并成功的完成任務(wù)，有種如釋重負的感覺，同時，看到

32、成功數(shù)字電子時鐘，心中更多的是一種成就感。</p><p>　　當然，通過這次實踐我也受益匪淺，從中學到了不少在書本中沒有的東西，明白了實踐與理論的結(jié)合是極其重要的，以及同學之間互相幫助的重要性，更重要的是對整個電路還有各個元器件有了充分的認識，還有在遇到困難時運用學過的相關(guān)知識和恰當?shù)姆椒ūM力去解決各個難題，通過自己不懈的努力與搭檔的配合來完成這項團隊任務(wù)。</p><p>　　當然，在

33、整個課程設(shè)計中，我們也遇到了許多的難題。例如顯示器無法正常顯示數(shù)字，剛開始我們還以為是線路接法存在問題，經(jīng)過仔細檢查還是未得到解決，后來猜想是不是顯示器本身存在問題，拿來萬用表，經(jīng)過檢查，果然，猜想正確，個別接線柱有問題，但至于導致顯示器無法正常顯示的原因，后來想起是因為沒有串聯(lián)電阻導致電流過大而引起的，發(fā)現(xiàn)問題后，重新接上電阻問題得到了解決，也松了一口氣，但是問題一個接一個，顯示數(shù)字倒是沒有問題了，但是數(shù)字無法進位，仔細調(diào)試了半天還是

34、不能解決，最后反復檢查電路，才弄明白原來是校時電路的接法存在一點問題，改正之后問題也再次得到了解決。就這樣，經(jīng)過我們不懈的努力，解決了一個又一個的問題，最后，終于完成了數(shù)字時鐘的設(shè)計。</p><p>　　過程是艱辛的，但結(jié)果是令人興奮的，看著自己設(shè)計的東西一分一秒的走著，心理覺得非常有成就感，這兩個星期的努力并沒有付諸東流。雖然實驗已經(jīng)告一段落，但是我們學習的道路還很長。此次課程設(shè)計讓我明白不論是在做實驗還是在