數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì) (3)

1、<p><b>　　數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　班級：電氣工程09-3</p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　目錄</b></p>&l

2、t;p>　　一、課程設(shè)計(jì)題目: 多功能數(shù)字鐘</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求:</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)題目分析:</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)部分:</p><p>　　1. 秒脈沖信號發(fā)生器</p><p>　　2. 秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路設(shè)計(jì)</p><

3、;p><b>　　3. 譯碼顯示電路</b></p><p><b>　　4. 校時(shí)電路</b></p><p><b>　　5. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　6.直流穩(wěn)壓源</b></p><p><b>　　五、課

4、程設(shè)計(jì)原理圖</b></p><p>　　六、元器件使用說明:</p><p><b>　　七、附錄</b></p><p><b>　　八、課程設(shè)計(jì)感想</b></p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　電子技

5、術(shù)課程設(shè)計(jì)正文</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)題目: 多功能數(shù)字鐘</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求:</p><p><b>　　☆ 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　采用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺可以顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘。</p><p><b>　　☆ 基本要

6、求</b></p><p>　　●能直接顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘，要求二十四為一計(jì)數(shù)周期。</p><p>　　●當(dāng)電路發(fā)生走時(shí)誤差時(shí)，要求電路具有校時(shí)功能。</p><p>　　●要求電路具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，報(bào)時(shí)聲響為四低一高，最后一響正好為整點(diǎn)。</p><p>　　●要求電路主要采用中規(guī)模集成電路。</p>&l

7、t;p>　　●要求電源電壓+5伏— +10伏</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)題目分析:</p><p><b>　　☆ 設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　●設(shè)計(jì)一個(gè)精確的秒脈沖信號產(chǎn)生電路</p><p>　　●設(shè)計(jì)60進(jìn)制、24進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　●設(shè)

8、計(jì)譯碼顯示電路</b></p><p>　　●設(shè)計(jì)操作方面的校時(shí)電路</p><p><b>　　●設(shè)計(jì)整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　●直流穩(wěn)壓源電路</b></p><p><b>　　☆ 工作原理</b></p><p&

9、gt;　　數(shù)字電子鐘由信號發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等組成。秒信號產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號，該信號將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號，該信號將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)

10、計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)一天24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號，然后去觸發(fā)音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路是來對“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整。其數(shù)字電子鐘系統(tǒng)框圖如下:</p><p>　　數(shù) 字 電 子 鐘 系 統(tǒng) 框 圖</p><p>　　四、

11、課程設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)部分:</p><p>　　1. 秒脈沖信號發(fā)生器</p><p>　　秒脈沖信號發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生秒脈沖信號。</p><p>　　● 振蕩器: 通常用555定時(shí)器與RC構(gòu)成的多諧振蕩器，經(jīng)過調(diào)整輸出1000Hz脈沖。</p><p>　　● 分頻

12、器: 分頻器功能主要有兩個(gè)，一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號，一是提供功能擴(kuò)展電</p><p>　　路所需要的信號，選用三片74LS90進(jìn)行級聯(lián)，因?yàn)槊科瑸?/10分頻器，三片級聯(lián)好</p><p>　　獲得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。其電路圖如下：</p><p>　　秒 沖 信 號 發(fā) 生 器</p><p>　　2. 秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路設(shè)計(jì)</

13、p><p>　　秒、分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成。</p><p>　　● 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由74LS160構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將一片74LS90設(shè)計(jì)成10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，另一片設(shè)置6進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。下圖電路即可作為秒計(jì)數(shù)器，也可作為分計(jì)數(shù)器。</p>

14、<p>　　60 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器</p><p>　　● 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由74LS160構(gòu)成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將一片74LS160設(shè)計(jì)成4進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，另一片設(shè)置2進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。即個(gè)位計(jì)數(shù)狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0100十位計(jì)數(shù)狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0010時(shí)，要求計(jì)數(shù)器歸零。通過把個(gè)位Qc、十位Qb相與后的信號送到個(gè)位

15、、十位計(jì)數(shù)器的清零端，使計(jì)數(shù)器清零，從而構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路圖如下:</p><p>　　24 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器</p><p><b>　　3. 譯碼顯示電路</b></p><p>　　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。用與驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段

16、譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，輸出高電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。若將秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的每位輸出分別送到相應(yīng)七段譯嗎管的輸入端，便可以進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。在譯碼管輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)電阻R作為限流電阻。74LS48芯片是一個(gè)十進(jìn)制譯碼器，可以用來驅(qū)動(dòng)共陰極的發(fā)光二極管顯示器。74LS48的內(nèi)部有升壓電阻，因此無需外接電阻，可直接與顯示器相連。</p><p><b>　　譯碼顯示電路</b&g

17、t;</p><p><b>　　4. 校時(shí)電路</b></p><p>　　校時(shí)電路是數(shù)字鐘不可缺少的部分，每當(dāng)數(shù)字鐘與實(shí)際時(shí)間不符時(shí)，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行校時(shí)。K1、K2分別是時(shí)校正、分校正開關(guān)。不校正時(shí)，K1、K2開關(guān)是閉和的。當(dāng)校正時(shí)位時(shí)，需要把K1開關(guān)打開，然后用手撥動(dòng)K3開關(guān)，來回?fù)軇?dòng)一次，就能使時(shí)位增加1，根據(jù)需要去撥動(dòng)開關(guān)的次數(shù)，校正完畢后把K1開關(guān)閉

18、上。校正分位時(shí)和校正時(shí)位的方法一樣。其電路圖如下:</p><p><b>　　校 正 電 路</b></p><p>　　當(dāng)數(shù)字鐘出現(xiàn)計(jì)時(shí)或者計(jì)分錯(cuò)誤時(shí)，需要校正時(shí)間，校時(shí)是數(shù)字鐘的基本功能。</p><p>　　校時(shí)電路要求在校時(shí)時(shí)不會影響分和秒的走動(dòng)，在校分時(shí)，不會影響時(shí)和分的走動(dòng)。以下為校時(shí)電路開關(guān)功能：</p><

19、p><b>　　下面是校正電路圖：</b></p><p><b>　　5. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　仿廣播電臺整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì),每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出響聲,四低一高并且以最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻為整點(diǎn)時(shí)刻。</p><p>　　四聲低音分別發(fā)生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲發(fā)

20、生在59分59秒，它們的持續(xù)時(shí)間約為1秒，只有當(dāng)十位的Q2Q0=11，分個(gè)位的Q3Q0=11，秒十位的Q2Q0=11，秒個(gè)位的Q3Q0=11，音響電路才會工作。</p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　6.直流穩(wěn)壓源</b></p><p>　　由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的

21、要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。原理圖如下：</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)原理圖:</p><p>　　六、元器件使用說明:</p><p>　?、?集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160</p><p>　　集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS16

22、0</p><p><b>　　其功能表為</b></p><p><b>　　⑵ 555定時(shí)器</b></p><p>　　振蕩器由555定時(shí)器構(gòu)成。在555定時(shí)器的外部接適當(dāng)?shù)碾娮韬碗娙菰?gòu)成多諧振蕩器，再選擇元件參數(shù)使其發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)秒信號。555定時(shí)器的功能主要由上、下兩個(gè)比較器Ｃ1、Ｃ2的工作狀況決定。比較器的參考

23、電壓由分壓器提供,在電源與地端之間加上ＶＣＣ電壓,且控制端ＶＭ懸空,則上比較器Ｃ1的反相端“-”加上的參考電壓為2/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2的同相端“+”加上的參考電壓為1/3ＶＣＣ。若觸發(fā)端 Ｓ的輸入電壓Ｖ2≤1/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“1”,從而使整個(gè)555電路輸出為“1”;若閾值端Ｒ的輸入電壓Ｖ6≥2/3ＶＣＣ,上比較器Ｃ1輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｒ輸入

24、端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“0”,從而使整個(gè)555電路輸出為“0”。控制電壓端ＶＭ外加電壓可改變兩個(gè)比較器的參考電壓,不用時(shí),通常將它通過電容(0.01μＦ左右)接地。放電管Ｔ1的輸出端Ｑ′為集電極開路輸出,其集電極最大電流可達(dá)50ｍＡ,因此,具有較大的帶灌電流負(fù)載能力。若復(fù)位端 ＲＤ加低電平或接地,可使電路強(qiáng)制復(fù)位,不管555電路原處于什么狀態(tài),均</p><p><b>　　七、附錄:&

25、lt;/b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　八、課程設(shè)計(jì)感想</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)高頻電子線路方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面

26、的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于迎刃而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一

27、一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！ 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)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(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用</p><p><b>　

28、　九、參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)》 高等教育出版社</p><p>　　《模擬電子技術(shù)》 高等教育出版社</p><p>　　《數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 哈爾濱工程大學(xué)出版社</p><p>　　《電子線路設(shè)計(jì)》 謝自美 華中科技大學(xué)出