數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)---觸發(fā)器及應(yīng)用

1、<p><b>　　數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)作業(yè)</b></p><p><b>　　目      錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)題目……………………………………1</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求………………1</p>

2、;<p>　　三、課程設(shè)計(jì)題目分析 ……………………………1</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)部分 ……………………2</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)的電路原理圖…………………………6</p><p>　　六、課程設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及其解決方法……7</p><p>　　七、課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)………………………

3、……7</p><p>　　八、課程設(shè)計(jì)中部分元器件的使用說(shuō)明……………8</p><p>　　九、附錄………………………………………………10</p><p>　　十、參考文獻(xiàn)…………………………………………11</p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)正文</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)題目: 數(shù)字鐘</p&g

4、t;<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(tái)可以顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘。</p><p><b>　　☆ 基本要求</b></p><p>　　●能直接顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘，要求二十

5、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><p>　　●要求電源電壓+5伏— +10伏</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)

6、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(hào)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)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&l

7、t;/p><p><b>　　●設(shè)計(jì)整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　☆ 工作原理</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘由信號(hào)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(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，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(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)

8、秒脈沖信號(hào)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(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?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(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)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(guò)六位LED顯示器顯示出來(lái)。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(hào)，然后

9、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(lái)對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)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、課程設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)部分:</p><p>　　☆ 秒脈沖信號(hào)發(fā)生器</p><p>　　秒脈沖信號(hào)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

10、質(zhì)量。由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)。</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(guò)調(diào)整輸出1000Hz脈沖。</p><p>　　● 分頻器: 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(hào)，一是提供功能擴(kuò)展電</p><p>　　路所需要的信號(hào)，選用三片74LS90進(jìn)行級(jí)聯(lián)，因?yàn)槊科瑸?/10分頻器，三片級(jí)聯(lián)好</

11、p><p>　　獲得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。其電路圖如下：</p><p>　　秒 脈 沖 信 號(hào) 發(fā) 生 器</p><p>　　☆ 秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路設(shè)計(jì)</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>　　●

12、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由74LS90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。兩片74LS90按反饋清零法串接而成。秒計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時(shí)還作為分計(jì)數(shù)器的輸入脈沖CP1。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><p>　　60 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器</p><p&

13、gt;　　● 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由74LS90構(gòu)成的二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將一片74LS90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。既個(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(guò)把個(gè)位Qc、十位Qb相與后的信號(hào)送到個(gè)位、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>

14、<p>　　24 進(jìn) 制 計(jì) 數(shù) 器</p><p><b>　　☆ 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

15、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。</p><p><b>　　譯碼顯示電路</b></p><p><b>　　☆ 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)。

16、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(lái)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><b>　　☆ 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路&l

17、t;/b></p><p>　　仿廣播電臺(tái)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><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)原理圖:</p><p>　　八、元器件使用說(shuō)明:</p><p>

18、;　?、?集成異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90</p><p>　　集成異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90它是二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若將Qa與CPB相連從CPA輸入計(jì)數(shù)脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將Qd與CPA相連，從CPB輸入計(jì)數(shù)脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為5421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90具有異步清零和異步置九功能。當(dāng)R0全是高電平，R9至少有一個(gè)為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清

19、零。當(dāng)R0至少有一個(gè)低電平，R9全是高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步置九。當(dāng)R0、R9為低電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。</p><p>　　8421 BCD碼十進(jìn)制 5421 BCD碼十進(jìn)制</p><p>　　74LS90功能表如下:</p><p><b>　　⑵ 555定時(shí)器</b></p><p>　　振蕩器

20、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(hào)。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

21、平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受“1”信號(hào),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輸入端接受“1”信號(hào),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”?？刂齐妷憾耍郑屯饧与妷嚎筛淖儍蓚€(gè)比較器的參考電壓,不用時(shí),通常將它通過(guò)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,

22、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>　　九、附錄:</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　元器件說(shuō)明:</b></p><p>

23、　　在清單中所列的元器件均為實(shí)驗(yàn)室中有的，與我所設(shè)計(jì)的電路圖中所用元器件功能相同并且管腳相同，可以用74LS00替換7400、74LS04替換7404、74LS08替換7408、74LS21替換7421、74LS86替換7486、74LS90替換7490。 十、參考文獻(xiàn)

24、:</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)》 黃河水利出版社</p><p>　　《模擬電子技術(shù)》 人民郵電出版社</p><p>　　《電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 北京航空航天出版社</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>