低頻與數(shù)字電路課程設(shè)計--數(shù)字電子鐘的設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　課程 低頻與數(shù)字電路課程設(shè)計</p><p>　　題目 數(shù)字電子鐘的設(shè)計<

2、/p><p>　　專業(yè) 姓名 學(xué)號 </p><p>　　主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　設(shè)計一個數(shù)字電子鐘，能顯示小時、分鐘和秒；能進(jìn)行24小時和12小時轉(zhuǎn)換；具有小時和分鐘的校時功能。&l

3、t;/p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　1.畫出數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　2.畫出系統(tǒng)原理電路圖。</p><p>　　3.用EWB進(jìn)行仿真實驗。</p><p>　　4.按要求完成課程設(shè)計報告，交激光打印報告和電子文檔。</p><

4、p><b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　[1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，1997.</p><p>　　[3] 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，1998.</p&

5、gt;<p>　　[4] 高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.</p><p>　　完成期限 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p><

6、;b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)</b></p><p><b>　　設(shè)計一個數(shù)字電子鐘</b></p><p>　　（1）能顯示小時、分鐘和秒；</p><p>　?。?）能進(jìn)行24小時和12小時轉(zhuǎn)換；</p>&l

7、t;p>　　（3）具有小時和分鐘的校時功能。</p><p><b>　　二、總體設(shè)計思想</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　　該數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器和校時電路等六部分組成。振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號送到分頻器，分頻電路將時標(biāo)信號分成每秒一次的方波秒信號。

8、秒信號送入計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，累計60次送入一個分信號，分信號累計60次送入一個時信號，并把累計的結(jié)果以“時”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來?！懊搿钡娘@示由兩級計數(shù)器和譯碼器組成的六十進(jìn)制計數(shù)電路實現(xiàn)：“分”的顯示電路與“秒”相同，“時”的顯示由兩級計數(shù)器和譯碼器組成的二十四進(jìn)制計數(shù)電路來實現(xiàn)。所有計時結(jié)果由六位LED七段顯示器顯示出來。校時電路對“時”和“分”進(jìn)行校時。電路通過一個選通開關(guān)可進(jìn)行二十四小時和十二小時的轉(zhuǎn)換。</p&g

9、t;<p><b>　　2.系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　如圖：振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號送到分頻器，分頻電路將時標(biāo)信號送至計數(shù)器。計數(shù)器通過譯碼顯示把累計的結(jié)果以“時”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來。整個過程中可選擇用校時電路進(jìn)行校時。</p><p><b>　　系統(tǒng)框圖</b></p><p><

10、;b>　　三、具體設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）振蕩器的設(shè)計</b></p><p>　　在教材中，我們學(xué)過用555集成電路組成的多諧振蕩器。它的振蕩周期為T=T1+T2=（R1+2R2）Cln2</p><p>　　振蕩頻率為f=1/T=1/(R1+2R2)Cln2</p><p>

11、　　根據(jù)電路需要設(shè)f=1KHZ,估算出R1=5.1K,R2=4.7K,C=0.1uF</p><p>　　T=(5.1+2*4.7)*0.1*0.693*0.001=1.00485ms</p><p>　　則f=1/T=0.995KHZ約等于1KHZ。電路圖如下:</p><p>　　仿真結(jié)果T=1.005ms和理論數(shù)據(jù)符合。</p><p>

12、;<b>　　（2）分頻器的設(shè)計</b></p><p>　　對于分頻器的設(shè)計，我查了很多資料，最后選定了74LS90集成芯片。74LS90本身就是一個2分頻和5分頻的十進(jìn)制計數(shù)器，自身可連成一個十個頻的分頻器。控制端接地，電路進(jìn)入計數(shù)狀態(tài)。將3片7490串接就可將振蕩器的1KHZ轉(zhuǎn)變?yōu)?HZ.分頻電路的仿真圖如下：</p><p><b>　　振蕩器連接分

13、頻電路</b></p><p>　?。?）    分計數(shù)器和秒計數(shù)器的設(shè)計</p><p>　　分計數(shù)器和秒計數(shù)器相同都是六十進(jìn)制計數(shù)器。我選用了教材中介紹過的中規(guī)模集成74LS160十進(jìn)制計數(shù)器。我的接法是將兩片74160進(jìn)行串行進(jìn)位方式的連接，并采用置數(shù)法。將電路連接好后</p><p>　　進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果

14、為六十進(jìn)制，證明電路連接正確。如圖:</p><p>　?。?）     時計數(shù)器的設(shè)計及安裝 </p><p>　　時計數(shù)器是24進(jìn)制計數(shù)器。實現(xiàn)這個計數(shù)器我仍采用兩片中規(guī)模集成計數(shù)器74LS160。集成芯片的連接我仍按串行進(jìn)位方式進(jìn)行，并采用清零法。任務(wù)要求能進(jìn)行二十四進(jìn)制和十二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，所以用一個選通電路進(jìn)行切換，電路連好后進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如

15、下圖。</p><p><b>　　切換至十二進(jìn)制</b></p><p><b>　　切換至二十四進(jìn)制</b></p><p>　?。?）、譯碼顯示電路</p><p>　　譯碼電路的功能是將“秒”“分”“時”計數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行編譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動LED七段譯碼器常用的有74LS48.

16、74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動器，專用于驅(qū)動LED七段共陽極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陽數(shù)碼管組成一位數(shù)碼顯示電路。將“秒”“分”“時”計數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字顯示。</p><p><b>　?。?）校時電路 </b></p><p>　　當(dāng)時鐘指示不準(zhǔn)或停擺時，就需要校準(zhǔn)時間。如圖，分計時器的校時電路由

17、5個與非門構(gòu)成，其中U4和U5構(gòu)成了一個最簡單的RS觸發(fā)器。U2的另一端接入秒的進(jìn)位信號，U3的另一端接入秒信號也就是時標(biāo)信號。當(dāng)S1接高電位，S2接地時，U4輸出低電位，秒的進(jìn)位信號有校，電路正常工作。當(dāng)S1接地S2接電源時U5輸出低電位，秒信號有效，分的計數(shù)器進(jìn)入快速計時狀態(tài)，此時校分。</p><p>　　時計時器的校時同分計時器的校時相同。</p><p><b>　　四

18、、結(jié)論</b></p><p>　　這次的課程設(shè)計，我認(rèn)真的思考，認(rèn)真地做，收獲頗多而且過得充實。</p><p>　　我覺得數(shù)字鐘的設(shè)計相對于其他的類似函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計較為復(fù)雜，但是原理簡單易懂，采用老師說的模塊化設(shè)計使整個設(shè)計思路清晰明了。在制作過程中難免會遇到困難，但遇到不會的地方，我就翻閱教材或資料，把不清楚的問題弄懂。整個過程下來，我感覺自己學(xué)會了好多東西。填補(bǔ)了學(xué)習(xí)

19、過程中的漏洞。設(shè)計振蕩器、計數(shù)器的時候我回顧了以前學(xué)過的舊知識，并成功的應(yīng)用到了我的電路上。在做分頻器的時候，我接觸了不熟悉的集成芯片74LS90，學(xué)了新的知識而且鍛煉了自學(xué)能力。    通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，我了解了設(shè)計數(shù)字電路的程序，在設(shè)計電路的連接圖中出過錯誤，后來查找發(fā)現(xiàn)是接錯了導(dǎo)線，并且及時的改正過來。通過這次的設(shè)計學(xué)習(xí)，我能更加熟練的應(yīng)用Protel了，而且對剛接觸的EWB仿真軟件也達(dá)到

20、了基本的操作和掌握，設(shè)計這次的電子鐘，讓我很有成就感，尤其在仿真成功后更是感到高興。真正體會到了收獲的樂趣.此外，我學(xué)會了寫課程設(shè)計報告，鍛煉了總結(jié)和歸納的能力?？傊?，這次的課程設(shè)計讓我收獲多多！</p><p><b>　　五、附錄</b></p><p><b>　　1.原理圖</b></p><p><b>

21、;　　2.仿真圖</b></p><p><b>　　3.元件清單</b></p><p>　　74LS60， 6個，</p><p>　　74LS48譯碼器 6個，</p><p>　　數(shù)碼管 6個，</p><p>　　74LS90 3

22、個</p><p>　　555定時器 1個，</p><p>　　與非門 14個，</p><p>　　反向器 5個， </p><p>　　單刀雙擲開關(guān) 5個</p><p>　　電阻 2個，</p><p>　　小電容