數(shù)電課程設(shè)計--數(shù)字鐘的設(shè)計

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目 數(shù)字鐘的設(shè)計 </p><p>　　課 程 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><

2、;p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指 導 教 師 </p><p>　　完 成 時 間

3、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計的目的及任務(wù)（3）</p><p>　　1．1 課程設(shè)計的目的（3）</p><p>　　1．2 課程設(shè)計的任務(wù)與要求（3）</p><p>　　2 電路設(shè)計總方案及原理框圖（3）</p><p

4、>　　2．1 數(shù)字電子鐘基本原理（3）</p><p>　　2．2 原理框圖（4）</p><p>　　3.單元電路設(shè)計及元件選擇………………………………………………(4)</p><p>　　3.1 六十進制計數(shù)器(4)</p><p>　　3.2二十四進制計數(shù)器(5)</p><p>　　3.3 顯示

5、屏(6)</p><p>　　3.4 校時電路(6)</p><p>　　3.5報時電路…………………………………………………………………………(7)</p><p>　　4 電路仿真(8)</p><p>　　4.1 Multisi(8)</p><p>　　4.2 數(shù)字鐘總電路圖(8)</p>

6、;<p>　　4.3仿真電路測試結(jié)果………………………………………………………………(9)</p><p>　　5 電路實驗結(jié)果(10)</p><p>　　6 收獲與體會 (10)</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………（11）</p><p>　　一 設(shè)計的目的及任務(wù)</p&g

7、t;<p>　　1.1課程設(shè)計的目的</p><p>　　1掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法；</p><p>　　2進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識分析和解決實際問題的能力；</p><p>　　3提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；</p><p>　　4培養(yǎng)書寫綜合實驗

8、報告的能力。</p><p>　　1.2設(shè)計任務(wù)和要求</p><p><b>　　2.1設(shè)計要求</b></p><p><b>　　顯示時,分，秒。</b></p><p>　　采用二十四小時制或者十二小時制。</p><p>　　具有校時功能。可以對小時和分單獨校時，對

9、分校時的時候，停止分向小時進位。校時時鐘源可以手動輸入或借用電路中的時鐘。</p><p>　　具有正點報時功能，正點前10秒開始，蜂鳴器一秒響一秒停地響五次。</p><p>　　為了保證計時準確，穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標準時間的基準信號。</p><p>　　1.2.2方案論證，確定總體電路原理方框圖。 </p><p>　　1.2.3單

10、元電路設(shè)計，元器件選擇。 </p><p>　　1.2.4仿真調(diào)試及測量結(jié)果</p><p><b>　　1.2.2內(nèi)容要求</b></p><p><b>　?、?設(shè)計指標。</b></p><p>　?、?畫出設(shè)計的原理框圖，并要求說明該框圖的工作過程及每個模塊的功能。</p>&

11、lt;p>　?、?列出元器件清單，并畫出管腳分配圖和芯片引腳圖。</p><p>　?、?畫出各功能模塊的電路圖，加上原理說明（如2、5進制到10進制轉(zhuǎn)換，10進制到6進制轉(zhuǎn)換的原理，個位到十位的進位信號選擇和變換等）。</p><p>　?、?畫出總布局接線圖（集成塊按實際布局位置畫，關(guān)鍵的連接應(yīng)單獨畫出，計數(shù)器到譯碼器的數(shù)據(jù)線、譯碼器到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線可以簡化畫法，但集成塊的引腳須

12、按實際位置畫，并注明名稱）。</p><p>　?、?數(shù)字鐘的運行結(jié)果和使用說明。</p><p>　?、?設(shè)計總結(jié)：設(shè)計過程中遇到的問題及解決辦法；設(shè)計過程中的心得體會；對課程設(shè)計的內(nèi)容、方式等提出建議。</p><p>　　2 電路設(shè)計總方案及原理框圖</p><p>　　1.數(shù)字電子鐘基本原理</p><p>　

13、　數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計數(shù)器、顯示器和校時電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。</p><p><b>　　原理框圖</b></p><p><b>　　2—1</b></p>

14、<p>　　3單元電路設(shè)計及元器件選擇</p><p><b>　?。ㄒ唬┯嫈?shù)器</b></p><p>　　秒脈沖信號經(jīng)過6級計數(shù)器，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時?！懊搿薄胺帧庇嫈?shù)器為六十進制，小時為二十四進制。</p><p><b>　　3.1六十進制計數(shù)</b>

15、</p><p>　　由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到“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74LS48N組成六十進制計數(shù)器，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3-1所示。</p><p>　　3-1（60進制計數(shù)構(gòu)造）</p><p>　　3.2二十四進制計

16、數(shù)</p><p>　　“12翻1”小時計數(shù)器是按照“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”規(guī)律計數(shù)的，這與日常生活中的計時規(guī)律相同。在此實驗中，它是由兩片74LS48N構(gòu)造成的二十四計數(shù)器，利用異步清零端實現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時”十位是3進制，“時”個位是十進制。如圖3-2所示.</p><p>　　3

17、-2（24進制計數(shù)構(gòu)造）</p><p><b>　　3.3顯示器</b></p><p>　　本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。如圖3-3</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　3.4校時電路<

18、;/b></p><p>　　當數(shù)字鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時電路實現(xiàn)對“時”“分”“秒”的校準。在電路中設(shè)有正常計時和校對位置。本實驗實現(xiàn)“時”“分”的校對。對校時的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。 通過A來調(diào)節(jié)小時。用D鍵來調(diào)節(jié)分。如圖3-4</p><p><b>　　3.5整點報時電路</b>&l

19、t;/p><p>　　數(shù)字鐘整點報時是最基本的功能之一。實驗要求的是在離整點差10秒時，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時間為一秒，共響5次，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點報時電路如圖3-5所示。</p><p>　　3-5所示（圖中報警器用指示燈來表示）</p><p><b>　　4仿真及仿真結(jié)果</b></p>

20、<p>　　4.1Multisi</p><p>　　仿真是通過Multisim軟件進行的。仿真電路測試過程：</p><p>　　是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。</p><p>　　4.2數(shù)字

21、鐘總電路圖</p><p>　　數(shù)字鐘總電路見圖4-1</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.3仿真電路測試結(jié)果</p><p>　　在仿真軟件上進行仿真.時鐘進行走動.效果見圖4-2</p><p><b>　　圖4-2</b></p&

22、gt;<p><b>　　5實驗結(jié)論</b></p><p>　　通過運用數(shù)字集成電路設(shè)計的24小時制的數(shù)字電子時鐘，經(jīng)過試驗，成功實現(xiàn)了一下基本功能：</p><p>　　能準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。</p><p>　　能實現(xiàn)整點報時的功能，</p><p>　　能定時控制，且能驚醒校正

23、時間（通過開關(guān)A,D調(diào)時、分）。</p><p><b>　　6收獲與體會：</b></p><p><b>　　6.1收獲體會</b></p><p>　　通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我們才把學到的東西與實踐相結(jié)合。從中對我們學的知識有了更進一步的理解，而且更進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

24、用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟，和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。設(shè)計本身并不是有很重要的意義，而是同學們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。</p><p>　　另外，我還漸漸熟悉了muti

25、sim這個仿真軟件的各個功能，讓我體會到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對辦公軟件有了更進一步的了解和掌握。</p><p>　　總而言之,這次課程設(shè)計極大的提高我在電子電路方面的各項能力。是我能夠在以后的學習中更加熟練的運用知識。不斷提高自己的能力。</p><p>　　6.2設(shè)計中的不足與誤差</p><p>　　電路有些許復雜,報時器工作不正常.剛

26、開始秒鐘走時過快.通過對振蕩器中電阻的調(diào)節(jié)讓時鐘走的更加準確，從來達到計時目的</p><p>　　報時電路工作不正常，到達正點時無法進行報時，通過改正電路修理。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　江曉安，董秀峰《數(shù)字電子技術(shù)》 西安電子科技大學出版社</p><p><b>