數子時鐘課程設計

1、<p><b>　　綜合課程設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?lt;/b></p><p>　　Integrated Curriculum Design（2）</p><p><b>　　數字時鐘的設計</b></p><p><b>　　1 設計

2、目的</b></p><p>　?。?）熟悉集成電路的引腳安排，對數電、模電等知識的實踐運用。</p><p>　?。?）掌握各芯片（74LS192、40160等）的邏輯功能及進一步對PROTEUS軟件的使用。</p><p>　?。?）了解數字鐘的組成及工作原理，了解面包板結構及其接線方法，加深對555多諧振蕩器原理的了解。</p>&l

3、t;p><b>　　2 設計思路</b></p><p>　　數字鐘一般是由振蕩器、分頻器、計數器、譯碼器、顯示器及整點報時等幾部分組成。這些都是數字電路中應用最廣泛的基本電路，本設計直接采用由555定時器設計的多諧振蕩器產生振動頻率為10HZ的脈沖。10HZ的脈沖用于快速調節(jié)，分頻1HZ信號送入計數器進行計算，并把累加的結果以“時”、“分”、“秒”的數字顯示出來?！懊搿钡娘@示由兩級計

4、數器和帶有譯碼器的數碼管組成的六十進制計數電路實現；“分”的顯示電路“秒”相同，“時”的顯示由兩級計數器和帶有譯碼器的數碼管組成的二十四進制電路來實現，整點前5秒報時通過邏輯電路實現。</p><p><b>　　3 設計過程</b></p><p>　　本設計由振蕩器電路、分頻電路、秒計時電路、分計時電路、時計時電路、譯碼顯示電路、校正電路、及報時電路組成。<

5、/p><p>　　振蕩器電路主要產生10HZ的信號用于快速校對。</p><p>　　分頻電路是把10HZ分頻得到1HZ用于基準信號輸入。</p><p>　　秒計時電路、分計時電路實現60進制計數，時計時電路實現24小時計數</p><p>　　譯碼顯示電路實現顯示功能</p><p>　　校正電路分快速調時和手動校對，

6、實現精確校時。</p><p>　　報時電路實現在整點5秒前報時。</p><p><b>　　3.1方案論證</b></p><p>　　基準信號1HZ輸入，秒計數達到60產生秒進位信號對分計時電路進行驅動，分計數達到60產生分進位信號對時計時電路進行驅動。</p><p>　　進位信號要通過校對電路，若要校對，通過校

7、對電路屏蔽正常計時信</p><p>　　此時由10HZ信號直接對分計時電路、時計時電路驅動。報時電路是在分計數達到59 秒計數達到55時通過邏輯電路在此狀態(tài)產生低電平信號，輸入報時電路驅動蜂鳴器。</p><p><b>　　具體框圖如下：</b></p><p><b>　　3.2電路設計</b></p>

8、<p><b>　　一 、秒脈沖的產生</b></p><p>　　秒發(fā)生電路---振蕩器是計時器的核心，振蕩器的穩(wěn)定度和頻率的精確度決定了計時器的準確度。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度就越高，但耗電量將越大。所以，在設計電路時要根據需要而設計出最佳電路。</p><p>　　在本設計中，采用的是精度不高的，由集成電路555與RC組成的多諧振蕩器。其

9、具體電路如下；</p><p>　　根據原理 0.7（2R2+R1）·C=t f=1/t=10Hz，取得電容電阻合適值使如上圖。</p><p>　　二 、分頻得到1HZ信號用于基準信號</p><p>　　如電路，是一個用十進制計數器74LS90組成的分頻器，分頻原理是在74LS90的輸出端子中，從低位輸入10個脈沖才從高位輸出1個脈沖，這樣一片7

10、4LS90就可以起10分頻作用輸出的便是1Hz的信號，從而可以實現秒脈沖的產生</p><p>　　三、秒和分60進制計時電路；</p><p>　　秒信號經秒計數器，芯片74LS192是十進制，逢10 自動清零符合低位計數要求，在秒高位向分進位時是逢6進位而不是10進位，在此當秒高位達到6時，通過一個與非門產生一個低電平來使秒高位清零，此信號同時作為分的驅動信號..；分計時和秒電路相同這

11、里不在累述。</p><p><b>　　電路如下:</b></p><p>　　四、時計時24進制。</p><p>　　當時低位達到4，時高位達到2時此時要將其清零，4二進制表示為(0100),2用二進制表示為（0010），兩個1作為輸入信號經過一個與非門，輸出信號接到74LS192 PL清零端。實現24進制。</p><

12、;p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　五、校對電路。</b></p><p>　　本次電路分別設有快速校時和慢速校時，快速校時是通過開關W和Q控制1000Hz的信號直接輸入時和分計時器的CP端，達到自動快速校準時間的目的。</p><p><b>　　手動校分電路</b&

13、gt;</p><p>　　通過開關B接到高電平，此時三態(tài)門U8-B關閉，正常秒進位信號被屏蔽掉，B接到高電平時U9-A三態(tài)門打開，然后按下button建（上圖對應的）松開后產生一個進位信號，達到手動調時的目的。</p><p><b>　　手動時調節(jié)</b></p><p>　　此電路圖和上面原理一樣，電路圖如下</p><

14、;p><b>　　六、報時電路</b></p><p>　　本設計在整點前5秒報時，在59分55秒時，驅動蜂鳴器響。5二進制表示為（0101），9二進制表示為1001，這里我們可以用一個八輸入與非門（4048芯片），把在59分55秒狀態(tài)下八個一作為輸入端輸出端接入蜂鳴器驅動端。但是仿真后，發(fā)現在在59分57秒時蜂鳴器也會響，秒低位是7二進制表示為（0111）第零位和第三位也為1，此時我

15、們把第二位1取反與第零位和第三位作為輸入信號，結入一個與門，這樣保證了秒低位經只有在5時才能產生一個1（高電平），八輸入與非門的輸出端連接在PNP型三極管的基極，當基極為低電平時三極管導通，蜂鳴器工作。在其他時刻三極管處于截止狀態(tài)，蜂鳴器不工作。，。</p><p><b>　　電路圖如下</b></p><p><b>　　七、譯碼電路</b>

16、</p><p>　　因為我們用的數碼管7SEG-BCD，自帶譯碼，這里只是將秒信號，分信號，時信號結入數碼管即可。</p><p><b>　　4.1電路仿真</b></p><p><b>　　整體電路圖如下：</b></p><p><b>　　5設計體會</b><

17、/p><p>　　通過本次實驗對輸電知識有了更深入的了解，將其運用到了實際中來，明白了學習電子技術基礎的意義，也達到了其培養(yǎng)的目的。</p><p>　　我們學習了數字電子電路和模擬電子電路，對電子技術有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數字電子鐘的課程設計，我們才把學到的知識與實踐相結合。從而對我們學的知識有了更進一步的理解，使我們進一步加深了對所學知識的記憶。</p&g

18、t;<p>　　在此次的數字鐘設計過程中，我更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題，同時我們也掌握了做設計的基本流程，為我們以后進行更復雜的設計奠定了堅實的基礎。設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

19、能力。至于設計的成績無須看的太過于重要，而是設計的過程，設計的思想和設計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現，各個芯片實現同一個功能的區(qū)別。同時對普通計數器如何構成n進制計數器有了更深的了解和掌握，對自我的實際操作能力也有了很高的提升。</p><p>　　在這次設計過程中，我也對word、PROTEUS等軟件

20、有了更進一步的了解，這使我在以后的工作中更加得心應手。</p><p>　　參考文獻(至少5篇)</p><p>　?。?）康華光.電子技術基礎(第五版).北京：高等教育出版社;2005.</p><p>　?。?）閻石．數字電子技術基礎（第四版）. 北京：高等教育出版社,2005.</p><p>　　(3)黃智偉.電子電路計算機仿真設計與

21、分析.北京：電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　?。?）呂思忠 施齊云.數字電路實驗與課程設計.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社；2001.</p><p>　?。?）毛期儉等；數字電路與邏輯設計實驗及應用.北京；人民郵電出版社；2005 .</p><p><b>　　附件</b></p><p><b&g