數(shù)電課程設(shè)計(jì)---數(shù)字鐘兼鬧鐘功能

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)（大作業(yè)）報(bào)告</p><p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) </p><p>　　院 系： 信息技術(shù)學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： </

2、p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012-12-31—— 2013-1-6 </p><p>

3、;　　昆明學(xué)院課程設(shè)計(jì)（大作業(yè)）任務(wù)書</p><p>　　姓 名：院（系）：信息技術(shù)學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué) 號(hào)：</p><p>　　任務(wù)起止日期：2012年12月31日—2012年1月6日</p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)</p><p&g

4、t;<b>　　課程設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　完成一個(gè)多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真，實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p><b>　　1.基本功能</b></p><p>　　具有“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)時(shí)和顯示功能。小時(shí)按24小時(shí)計(jì)時(shí)制計(jì)時(shí)。</p><p>　　校時(shí)功能，能夠?qū)Α胺帧?/p>

5、和“時(shí)”進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　2.擴(kuò)展功能</b></p><p>　　(1).具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，在59 min 51 s后隔秒發(fā)出500Hz的低音報(bào)時(shí)信號(hào)，在59 min 59 s時(shí)發(fā)出1kHz的高音報(bào)時(shí)信號(hào)，聲響時(shí)間持續(xù)1s。</p><p>　　(2).具有鬧鐘功能。鬧鐘功能，鬧時(shí)信號(hào)持續(xù)1min。</p>

6、<p><b>　　工作計(jì)劃及安排：</b></p><p>　　1、查閱資料。分析比較、選擇設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　2、總體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選取、繪制電路原理圖；</p><p>　　3、軟件仿真。利用Proteus軟件構(gòu)建電路，進(jìn)行虛擬仿真;</p><p>　　4、調(diào)試。利用Proteus軟

7、件的調(diào)試工具進(jìn)行分塊調(diào)試、整機(jī)聯(lián)調(diào);</p><p>　　5、故障排除。根據(jù)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題，逐一查找原因，排除故障，使電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求；</p><p>　　6、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求寫出設(shè)計(jì)思路、工作原理，畫出電路結(jié)構(gòu)框圖，繪出電路原理圖，給出設(shè)計(jì)參數(shù)及調(diào)試電路數(shù)據(jù)，分析設(shè)計(jì)中遇到的問題和解決方法及設(shè)計(jì)心得體會(huì)。</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字

8、 </p><p>　　年 月 日 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)（大作業(yè)）成績(jī)</p><p>　　學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)教師： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　總結(jié)：</b></p>

9、<p>　　這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。通過這次實(shí)驗(yàn),不僅讓我將課本上的知識(shí)很好的復(fù)習(xí)了一遍,而且使我將理論與實(shí)踐更好的結(jié)合起來，將書本中的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。比如常見各種芯片的功能，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)等。 </p><p><b>　　指導(dǎo)教師評(píng)語：</b></p>

10、<p><b>　　成績(jī)：</b></p><p>　　填表時(shí)間：指導(dǎo)教師簽名：</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)目的- 4 -</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求- 4 -</p><p>　　三、主要儀器

11、及元器件- 4 -</p><p>　　四、設(shè)計(jì)內(nèi)容- 5 -</p><p>　　4.1 多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)- 5 -</p><p>　　4.1.1 總體設(shè)計(jì)- 5 -</p><p>　　4.1.2 秒信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)- 5 -</p><p>　　4.1.3 分、秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)- 6 -</p>

12、;<p>　　4.1.4 時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　4.1.5 校時(shí)電路設(shè)計(jì)- 9 -</p><p>　　4.1.6 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)- 10 -</p><p>　　4.1.7 鬧鐘定時(shí)電路- 11 -</p><p>　　4.1.8 時(shí)間比較電路- 12 -</p><p&

13、gt;　　4.1.9 電路總圖設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　4、2仿真結(jié)果與分析- 14 -</p><p>　　五、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議- 14 -</p><p>　　六、總結(jié)- 14 -</p><p>　　七、主要參考文獻(xiàn)- 14 -</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的</b&

14、gt;</p><p>　　掌握多功能數(shù)字鐘的工作原理。</p><p>　　掌握基本邏輯門電路、譯碼器、數(shù)據(jù)分配器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、鎖存器、555定時(shí)器等常用數(shù)字電路的綜合設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　熟悉用Proteus軟件進(jìn)行數(shù)字電路仿真設(shè)計(jì)的方法。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b&

15、gt;</p><p><b>　　基本功能</b></p><p>　?。?）具有“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)時(shí)和顯示功能。小時(shí)按24小時(shí)計(jì)時(shí)制計(jì)時(shí)。</p><p>　?。?）校時(shí)功能，能夠?qū)Α胺帧焙汀皶r(shí)”進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　2、擴(kuò)展功能</b></p><p

16、>　　（1）具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，在59 min 51 s后隔秒發(fā)出500Hz的低音報(bào)時(shí)信號(hào)，在59 min 59 s時(shí)發(fā)出1kHz的高音報(bào)時(shí)信號(hào)，聲響時(shí)間持續(xù)1s。</p><p>　?。?）鬧鐘功能，鬧時(shí)信號(hào)持續(xù)1min。</p><p>　　三、主要儀器及元器件</p><p>　　儀器：計(jì)算機(jī)、示波器、數(shù)字萬用表、頻率計(jì)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱、直流穩(wěn)壓電源。&l

17、t;/p><p>　　軟件：電路仿真軟件Proteus</p><p>　　元器件：七段數(shù)碼顯示管6只，數(shù)字集成電路若干，電阻、電容若干，面包板，短導(dǎo)線若干。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　4.1 多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 總體設(shè)計(jì)</

18、p><p>　　多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)的總體框圖可參考圖1。其中基本電路完成“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)時(shí)、顯示和“分”、“時(shí)”校時(shí)功能，擴(kuò)展電路完成整點(diǎn)報(bào)時(shí)</p><p><b>　　圖1 總體框圖</b></p><p>　　4.1.2 秒信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)</p><p>　　采用1kHz輸入信號(hào)為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，要得到秒脈沖，需

19、要分頻電路。產(chǎn)生1KHz的脈沖信號(hào)。故采用3片中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器74LS90來實(shí)現(xiàn)，得到需要的秒脈沖信號(hào)。</p><p>　　圖2 秒信號(hào)發(fā)生器電路圖</p><p><b>　　分、秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　有了時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)“秒”信號(hào)后，就可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)定時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器：分和秒計(jì)數(shù)器都采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)規(guī)律均為00

20、，01，02------58，59，00，01------，這里均選用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90。74LS90有兩個(gè)置零度端，通過與輸出信號(hào)連接得到任意小于十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。例如六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。然后與十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)可得到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　圖3 分、秒計(jì)數(shù)器電路圖</p><p>　　4.1.4 時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)</p><p>　　時(shí)計(jì)數(shù)器是一個(gè)24小

21、時(shí)制的計(jì)數(shù)器，當(dāng)數(shù)字鐘運(yùn)行到23 h 59 min 59 s時(shí)，秒的個(gè)位計(jì)數(shù)器再輸入一個(gè)秒脈沖，數(shù)字鐘應(yīng)自動(dòng)顯示出00 h 00 min 00 s。</p><p>　　圖4 時(shí)計(jì)數(shù)器電路圖</p><p>　　4.1.5 校時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　首次使用數(shù)字鐘，或當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，必須對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正，通常稱為“校時(shí)”。校時(shí)是數(shù)字鐘的基本功能，一般要

22、求能對(duì)時(shí)和分分別進(jìn)行校對(duì)。對(duì)校時(shí)電路的要求是在小時(shí)校正時(shí)不影響分、秒的正常計(jì)數(shù)，在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　圖5 校時(shí)電路圖</b></p><p>　　4.1.6 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　可采用模仿電臺(tái)的報(bào)時(shí)方式，每當(dāng)?shù)?9 min 51 s、53 s、55 s、57 s時(shí)發(fā)出一低音（約5

23、00Hz），而到59 min 59 s時(shí)發(fā)出一高音（約1kHz），聲音持續(xù)時(shí)間均為1s。</p><p>　　圖6 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路圖</p><p>　　4.1.7 鬧鐘定時(shí)電路</p><p>　　采用時(shí)計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器和顯示電路組合設(shè)計(jì)而成。</p><p><b>　　圖7 定時(shí)電路</b></p>

24、<p>　　4.1.8 時(shí)間比較電路</p><p>　　采用異或門和非門組成同或門，比較當(dāng)前時(shí)間是否走到定時(shí)電路設(shè)定的時(shí)間。</p><p><b>　　圖8 比較電路</b></p><p>　　4.1.9 電路總圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖9 電路總圖</b></

25、p><p>　　4、2仿真結(jié)果與分析</p><p><b>　　圖10 仿真結(jié)果圖</b></p><p>　　經(jīng)測(cè)試之后，電路可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能，如圖10，同時(shí)多功能模塊校時(shí)功能、報(bào)時(shí)功能和鬧鐘功能都可以使用，基于仿真結(jié)果可以認(rèn)定，此次多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是成功的。</p><p><b>

26、;　　五、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)存在精度問題，可通過改進(jìn)輸入信號(hào)頻率大小和分頻電路來改善精度。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>　　在此次的數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)過程中，我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。每次課程設(shè)計(jì)是一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我們

27、能夠充分利用所學(xué)過的理論知識(shí)還有自己的想象的能力，另外還讓我們學(xué)習(xí)查找資料的方法，以及自己處理分析電路，設(shè)計(jì)電路的能力。</p><p>　　在這次的實(shí)驗(yàn)中，我對(duì)一些測(cè)試硬件、軟件及其使用有了更深刻的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>　　七、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基本教程》</p>