數(shù)字鐘數(shù)電課程設(shè)計(jì)--六位顯示數(shù)字中系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目： 六位顯示數(shù)字中系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　成 績(jī)： </p><p>　　時(shí)間： 2013 年 5 月 30 日至 2013 年 6 月 1 日</p><p><b>

2、　　摘要</b></p><p>　　數(shù)字鐘是現(xiàn)代計(jì)時(shí)器，也可用作時(shí)間控制的時(shí)鐘源。數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)，顯示直觀，款式新穎，附加功能多等優(yōu)點(diǎn)深受大家喜歡。設(shè)計(jì)一個(gè)可以走時(shí)的數(shù)字鐘。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大方便，而且大大擴(kuò)展了鐘表原來的功能。如自動(dòng)報(bào)時(shí)，定時(shí)廣播等，所有這些都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，

3、有著非?，F(xiàn)實(shí)的積極意義。</p><p>　　數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)時(shí)，分，秒的計(jì)時(shí)裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘更具有準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到廣泛使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包含了組合邏輯電路。因此，我們這次設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘，就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解各種在制作中用到的中小規(guī)模的集成電路的作用及其使用方法。且由于數(shù)字

4、鐘包括組合邏輯電路，通過它進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握組合邏輯電路的原理和使用方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用仿真軟件proteus等。用CC4518雙四位BCD同步加計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)60進(jìn)制，24進(jìn)制計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)60秒，60分，24小時(shí)歸零的計(jì)數(shù)電路。CD4518為雙位計(jì)數(shù)器，所以每個(gè)計(jì)數(shù)器分為十位和個(gè)位兩部分，當(dāng)秒計(jì)數(shù)到60是向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位同時(shí)秒計(jì)數(shù)器清零，分計(jì)數(shù)器向時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位工作原理同分計(jì)數(shù)器，當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到24時(shí)歸零。利用CD4511七段譯碼驅(qū)動(dòng)及共陰極數(shù)碼管使

5、電路得以顯示。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CD4518 CD4511 數(shù)字鐘 proteus</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Digital clock is the timer control, can also be used as a time clock source. Digital

6、clock has left, intuitive display, novel style, additional features many advantages by everyone likes. The design of a digital clock can go. Due to the development of digital integrated circuits and widely used, making d

7、igital clock accuracy far more than the old clock, digital clocks to the production and life of the people has brought great convenience, but also greatly expanded the clock and watch the origina</p><p>　　Di

8、gital clock is a digital circuit implementation, points, a timing device of seconds, and the mechanical clock has more accuracy and intuitive, and no mechanical devices, has a longer service life, so it has been widely u

9、sed. Digital clock from the principle of speaking is a typical digital circuit, which includes the combinational logic circuit. Therefore, we design and manufacture of digital clock, is to understand the principle of the

10、 digital clock, in order to learn to produce a digital clo</p><p>　　Keywords: CD4518 CD4511 digital clock proteus</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b&

11、gt;</p><p>　　1.1 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概要1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2</p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述9</p><p>　　3.1 基本設(shè)計(jì)思路9</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)方案論述10</p><p>　　第四章

12、 詳細(xì)設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1 秒脈沖的產(chǎn)生11</p><p>　　4.2 時(shí)鐘顯示電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　第五章 軟件仿真及硬件調(diào)試13</p><p>　　5.1硬件調(diào)試（1）13</p><p>　　5.2硬件調(diào)試（2）15</p><p><b&

13、gt;　　結(jié)語(yǔ)16</b></p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　附錄：17</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></

14、p><p>　　1.1 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概要</p><p>　　1.1.1 數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)工程訓(xùn)練，特別是技能的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)工程人員的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學(xué)中，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報(bào)告等實(shí)踐內(nèi)容。&l

15、t;/p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)：一、學(xué)生初步掌握電子線路的設(shè)計(jì)、組裝及調(diào)試方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)，使電路達(dá)到性能要求；二、課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面，運(yùn)用已學(xué)過的分析和設(shè)計(jì)電路的理論知識(shí)，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，同時(shí)，課程

16、設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫，為今后從事技術(shù)工作撰寫科技報(bào)告和技術(shù)資料打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1.2 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法和步驟</p><p><b>　　電子電路設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)一個(gè)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，</p><p>　　然后對(duì)方案中的各

17、部分進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各部分連接在</p><p>　　一起，畫出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)電路圖。</p><p>　　一、明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求</p><p>　　對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，以便明</p><p>　　確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。</p><p

18、><b>　　二、方案選擇</b></p><p>　　把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分解為若干個(gè)單元電路，并畫出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原</p><p><b>　　理框圖。</b></p><p>　　方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識(shí)和資料，針對(duì)系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件，</p><p>　　

19、完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。在此過程中要敢于探索，勇于創(chuàng)新，爭(zhēng)取方案的設(shè)計(jì)合理、可靠、</p><p>　　經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)。并且對(duì)方案要不斷進(jìn)行可行性和優(yōu)缺點(diǎn)的分析，最后設(shè)計(jì)出</p><p><b>　　一個(gè)完整框圖。</b></p><p>　　三、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的

20、指標(biāo)和功能框圖，明確各部分任務(wù)，進(jìn)行各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器</p><p><b>　　件選擇。</b></p><p><b>　?。保畣卧娐返脑O(shè)計(jì)</b></p><p>　　單元電路是整機(jī)的一部分，只有把單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整機(jī)設(shè)計(jì)水平。</p><p>　　每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明

21、確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬訂出單元電路的性能指標(biāo)，</p><p>　　與前后級(jí)之間的聯(lián)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以模仿成熟的先進(jìn)的電路，</p><p>　　也可以創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設(shè)計(jì)合理，各</p><p>　　單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。</p>&l

22、t;p><b>　?。玻骷x擇</b></p><p>　?。?）電阻元件的選擇注意功耗、阻值是否滿足要求。</p><p>　?。?） 集成電路的選擇根據(jù)電路功能、性能指標(biāo)選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?） 選擇集成塊原件時(shí)要注意檢查引腳是否損壞’原件是否能夠正常工作。&

23、lt;/p><p>　　通過查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行元器件的選擇。</p><p><b>　　四、電路圖的繪制</b></p><p>　　電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它</p><p>　　是電路組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：</p><

24、p>　?。?） 元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。</p><p>　?。?） 注意信號(hào)流向。一般從輸入端或信號(hào)源開始，由左至右或上至下按信號(hào)的流向</p><p>　　依次畫出各單元電路，而反饋通路的信號(hào)流向則與此相反。</p><p>　?。?） 圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)標(biāo)注。</p><p>　?。?） 連線應(yīng)為直線，盡量少

25、交叉和折彎。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p>　　1.2.1 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)目的</p><p>　　1. 掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法；</p><p>　　2. 掌握常用數(shù)字集成電路的功能和使用。</p><p>　　1.2.2 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)要求</p><p>　

26、　1. 時(shí)鐘顯示功能，能夠十進(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”;</p><p>　　2 具有快速校準(zhǔn)時(shí)間的功能。</p><p>　　3 Protenus 軟件</p><p>　　3.1 Proteus概述</p><p>　　Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，

27、可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PI

28、C18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。</p><p>　　

29、3.1.1 功能特點(diǎn)</p><p>　　Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：</p><p><b>　　1．原理布圖</b></p><p>　　2．PCB自動(dòng)或人工布線</p><p>　　3．SPICE電路仿真</p><p><b&g

30、t;　　革命性的特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1．互動(dòng)的電路仿真</b></p><p>　　用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。</p><p>　　2．仿真處理器及其外圍電路</p><p>　　可以仿真51系列、AV

31、R、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型</p><p>　　上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境.</p><p>　　3.1.2 智能原理圖設(shè)計(jì)　　</p><p>　　豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；<

32、;/p><p>　　智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；</p><p>　　智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；</p><p>　　支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰；</p><p>　　可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD

33、、POWERPOINT等多種文檔使用。</p><p>　　完善的電路仿真功能　　ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；</p><p>　　超過27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件；</p><p>

34、;　　多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入；</p><p>　　豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等；</p><p>　　生動(dòng)的仿

35、真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)；</p><p>　　高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析；</p><p>　　單片機(jī)協(xié)同仿真功能　　支持主流的CPU類型：如

36、ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器；</p><p>　　支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其C

37、OMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信；</p><p>　　實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；</p><p>　　編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯

38、器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試；</p><p>　　實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)　　原理圖到PCB的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)；</p><p>　　先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無(wú)網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使

39、PCB設(shè)計(jì)更為合理；</p><p>　　完整的PCB設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層，2個(gè)絲印層，4個(gè)機(jī)械層（含板邊），靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D 可視化預(yù)覽；</p><p>　　多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С觯憷c其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如protel）和PCB板的設(shè)計(jì)和加工。</p><p&g

40、t;　　3.2 proteus ISIS的原理圖設(shè)計(jì)與仿真</p><p>　　3.2.1 protues 7 prfessional界面介紹</p><p>　　3.2.2 數(shù)字鐘仿真流程</p><p>　　1) 添加元器件到列表中：要用到的原件有：CD4511 CD4518 74LS08 7SEG-BCD“地” CLOCK 。</p><p

41、>　　單擊“p”按鈕，出現(xiàn)挑選元件的對(duì)話框</p><p>　　在對(duì)話框的keywords中逐個(gè)輸入要選取的器件，列如CD4518得到如下結(jié)果： </p><p>　　單擊OK，關(guān)閉對(duì)話框這時(shí)元件列表中列出 4518，最終結(jié)果：</p><p>　　2）放置元器件：在元件列表中左鍵選取CD4518，在原理圖編輯窗口中單擊右鍵，CD4518就被放置到編輯窗口中

42、，同樣放置其它原器件。如下圖所示： </p><p>　　添加“地”：左鍵選擇工具欄中的 圖標(biāo)，出現(xiàn)：</p><p>　　左鍵選擇 GROUND，并在院里編輯窗口中左擊，出現(xiàn) 圖標(biāo)。</p><p><b>　　3）連線</b></p><p><b>　　編輯窗口如圖所示：</b>

43、</p><p><b>　　4）仿真</b></p><p><b>　　單擊開始仿真</b></p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述</p><p>　　3.1 基本設(shè)計(jì)思路 </p><p>　　小時(shí)電路圖 </p>

44、<p><b>　　分秒電路圖 </b></p><p>　　圖2-1 數(shù)字電子鐘原理框圖</p><p>　　數(shù)字電子鐘原理如 圖2-1 所示。一個(gè)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)、報(bào)時(shí)、顯示等基本功能的數(shù)字鐘主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路等七部分組成。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過“時(shí)

45、”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時(shí)間。</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)方案論述</p><p>　　石英晶體振蕩器和分頻器產(chǎn)生穩(wěn)定的校時(shí)信號(hào)（2Hz）和“秒”計(jì)時(shí)信號(hào)(1Hz)。對(duì)“秒”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行60 進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“分”計(jì)時(shí)信號(hào)和秒計(jì)數(shù)值；再對(duì)“分”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行60 進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“時(shí)”計(jì)時(shí)信號(hào)和分計(jì)數(shù)值；進(jìn)一步對(duì)“時(shí)”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行24 進(jìn)制計(jì)數(shù)得到時(shí)計(jì)數(shù)值。秒計(jì)數(shù)值、

46、分計(jì)數(shù)值和時(shí)計(jì)數(shù)值譯碼顯示時(shí)間。</p><p><b>　　第四章 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 秒脈沖的產(chǎn)生</p><p>　　脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，我們選用書店實(shí)驗(yàn)室的脈沖作為脈沖輸出，這有很多紅啊出，1：脈沖的輸入穩(wěn)定。2：脈沖可以根據(jù)頻率不同隨時(shí)調(diào)節(jié)不同的頻率。3：脈沖有

47、多種選擇方式。 </p><p>　　4.2 時(shí)鐘顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 秒計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　4-2 秒計(jì)數(shù)譯碼電路</p><p>　　秒計(jì)數(shù)器為M=60的計(jì)數(shù)器，即顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器至少需要2片，因?yàn)?0 < M < 100。它的個(gè)位為十進(jìn)制，

48、十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片74LS4511實(shí)現(xiàn)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)至1010時(shí)，通過 74LS08 二輸入與非門連至清零端達(dá)到清零，當(dāng)達(dá)到0000時(shí)，產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計(jì)數(shù)至0110時(shí)清零。</p><p>　　4.2.2 分計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4-3 分計(jì)數(shù)譯碼電路</p><p>　　分計(jì)數(shù)器同秒計(jì)數(shù)器一樣為M=60的計(jì)數(shù)器，即

49、顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器至少需要2片，因?yàn)?0 < M < 100。它的個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片74LS4511實(shí)現(xiàn)。當(dāng)秒計(jì)數(shù)器十位計(jì)數(shù)至0110時(shí)清零，達(dá)到0000時(shí)產(chǎn)生上升沿脈沖送入分計(jì)數(shù)器的個(gè)位開始計(jì)數(shù)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)至1010時(shí)清零產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計(jì)數(shù)至0110時(shí)繼續(xù)清零。</p><p>　　4.2.3 時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</

50、p><p>　　圖4-4 時(shí)計(jì)數(shù)譯碼電路 時(shí)為二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，顯示為00～23，個(gè)位仍為十進(jìn)制，而十位為三進(jìn)制，但當(dāng)十進(jìn)位計(jì)到2，而個(gè)位計(jì)到4時(shí)清零，就為二十四進(jìn)制了。時(shí)計(jì)數(shù)進(jìn)位類似于分和秒。譯碼器都使用HD74LS4518</p><p>　　鏈至74LS08的另一輸入端即可，這樣即可實(shí)現(xiàn)變時(shí)功能。</p><p>　　第五章 軟件仿真及硬件調(diào)試</p&

51、gt;<p>　　5.1硬件調(diào)試（1）</p><p><b>　　分秒電路硬件</b></p><p><b>　　小時(shí)硬件電路圖</b></p><p>　　5.2硬件調(diào)試（2）</p><p><b>　　時(shí)分秒調(diào)</b></p><p&

52、gt;<b>　　組合調(diào)試圖</b></p><p>　　結(jié)論：本次實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了老師的要求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字鐘的時(shí)鐘顯示功能。</p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　在數(shù)字鐘的開發(fā)過程中，受到的阻力很大。剛開始是整體的模塊劃分問題，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，沒有考慮周全系統(tǒng)的可擴(kuò)展行，導(dǎo)致開始開發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)很多地方

53、需要重構(gòu)。但經(jīng)過和組員討論后，采用了大家的建議，分清楚各個(gè)模塊，考慮清楚系統(tǒng)的擴(kuò)展性，這才使得后面的工作可以順利進(jìn)行。接著遇到的問題是代碼的統(tǒng)一性問題，比如代碼規(guī)范，枚舉類型的統(tǒng)一等。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過大家的努力，再加上大家的熱情，最后還是解決了這個(gè)問題。最后是整合的問題，因?yàn)槊總€(gè)人負(fù)責(zé)的模塊和別的模塊聯(lián)系較小，大家只顧著開發(fā)自己的模塊，所以在整合的時(shí)候，其他模塊要進(jìn)行的一些配置等問題都出來了，但是組員們都非常的耐心，各自幫助別人進(jìn)行

54、配置。雖然我們組有三人之多，但從開始開發(fā)到結(jié)束，大家都和睦地走過來了，而且互相學(xué)習(xí)的氛圍使得大家的能力都得到了很大的提升。</p><p>　　在內(nèi)核的開發(fā)過程中，讓我明白了要懂得詢問，懂得交流，懂得查閱。身邊每個(gè)人，每樣事物都可以給你啟發(fā)。比如，在我不解怎么測(cè)量?jī)?nèi)存時(shí)，詢問了廣州大學(xué)的一位同學(xué)，他建議我去看核心編程，而且還給我講解核心編程的各個(gè)章節(jié)，這給我后面的開發(fā)起到了很大的推動(dòng)作用。又比如，經(jīng)常上百度、Go

55、ogle，你會(huì)搜索到很多很有用的知識(shí)。當(dāng)然，學(xué)校的資源更是豐富。</p><p>　　總之，要注意的事情很多，要學(xué)的東西也很多，只有耐心走下去，最終還是可以走到終點(diǎn)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多困難。在此特別感謝司慧玲老師的指導(dǎo)。從選定課題到完成項(xiàng)目和論文，鄭老師一直關(guān)心項(xiàng)目設(shè)計(jì)和論

56、文寫作進(jìn)度，細(xì)心地指出設(shè)計(jì)的不合理之處和待改善之處，提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案建議，并且認(rèn)真地給我修改論文。司慧玲老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向?qū)熰嶇蠋熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！</p><p>　　我還要向組員致謝，感謝各位對(duì)我的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，如果不是我們的團(tuán)結(jié)合作，我們同樣不可能做出這樣的成績(jī)。在這次設(shè)計(jì)中我深深的知道團(tuán)隊(duì)精神是多么重要，

57、令合作項(xiàng)目得以順利進(jìn)行。</p><p>　　在設(shè)計(jì)期間，感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師提供的幫助，我從他們身上學(xué)到了很多專業(yè)知識(shí)與為人處事的道理，樹立了正確的人生價(jià)值觀，培養(yǎng)了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。感謝同學(xué)對(duì)我的關(guān)心和照顧，班集體、年級(jí)集體、學(xué)院集體、學(xué)校集體都給了我自豪感和歸屬感。</p><p>　　最后，謹(jǐn)向本論文所參閱的所有文獻(xiàn)資料的編著者表示謝意，您們的工作為本項(xiàng)目奠定了基礎(chǔ)。</p&

58、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，山東工商學(xué)院，2006年</p><p>　　【2】 《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用》，毛期儉主編，人民郵電出版社</p><p><b>　　2005年</b></p><p>　

59、　【3】 《電子技術(shù)基礎(chǔ)》數(shù)字部分，康華光主編，高等教育出版社，2005</p><p><b>　　年</b></p><p>　　【4】 百度網(wǎng)站 www.baidu.com</p><p>　　【5】 維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)www.dzsc.</p><p><b>　　附錄：</b></

60、p><p>　　其功能介紹如下：     BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。    LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。   &#

61、160; LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。    A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。     a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　　CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼

62、管筆段端接上限流電阻就可工作。</p><p><b>　　CD4511的引腳</b></p><p>　　CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級(jí)，通常用以驅(qū)動(dòng)LED。其引腳圖如3-2所示。</p><p>　　各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10

63、、9、15、14分別表示 a、b、c、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個(gè)引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。 </p><p>　　2. CD4511的工作原理 </p><p>　　CD4511的工作真值表如表3-2 </p><p><b>　　鎖存功能 </b></p><p&

64、gt;　　譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)。當(dāng)LE為“0”電平導(dǎo)通，TG2截止；當(dāng)LE為“1”電平時(shí)，TG1截止，TG2導(dǎo)通，此時(shí)有鎖存作用。如圖3-3</p><p><b>　　（3）譯碼</b></p><p>　　CD4511譯碼用兩級(jí)或非門擔(dān)任，為了簡(jiǎn)化線路，先用二輸入端與非門對(duì)輸入數(shù)據(jù)B、C進(jìn)行組合，得出、、、

65、四項(xiàng)，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。</p><p><b>　　（4）消隱BI</b></p><p>　　為消隱功能端，該端施加某一電平后，迫使B端輸出為低電平，字形消隱。消隱控制電路如圖3-4所示。</p><p>　　消隱輸出J的電平為J= =（C+B）D+BI如不考慮消隱BI項(xiàng)，便得J=（B+C）D據(jù)上式，當(dāng)輸入BCD代碼從

66、1010---1111時(shí)，J端都為“1”電平，從而使顯示器中的字形消隱。 </p><p>　　8421 BCD 碼對(duì)應(yīng)的顯示見下圖：</p><p>　　表3-2 CD 4511的真值表 </p><p>　　CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電

67、路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器。</p><p>　　CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，引腳排列如圖 2 所示。其中a b c d 為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測(cè)試端，加高電平時(shí)，顯示器正常顯示，加低電平時(shí)，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時(shí)使所有筆段均消隱，正常顯示時(shí)， B1端應(yīng)加高電平。另外 C

68、D4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過十進(jìn)制數(shù)9(1001)時(shí)，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時(shí)鎖存，低電平時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅(qū)動(dòng)共陰LED數(shù)碼管。另外，CD4511顯示數(shù)“6”時(shí)，a段消隱；顯示數(shù)“9”時(shí)，d段消隱，所以顯示6、9這兩個(gè)數(shù)時(shí)，字形不太美觀 圖3是 CD4511和CD4518配合而成一位計(jì)數(shù)顯示電路，若要多位計(jì)數(shù)，只需將計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，每級(jí)輸出接一只 CD4511 和 LED 數(shù)碼管即可。

69、所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。限流電阻要根據(jù)電源電壓來選取，電源電壓5V時(shí)可使用300Ω的限流電阻。</p><p>　　用CD4511實(shí)現(xiàn)LED與單片機(jī)的并行接口方法如下圖：</p><p><b>　　其功能介紹如下： </b></p><p>　　BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0

70、時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。</p><p>　　LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 </p><p>　　LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。<

71、;/p><p>　　A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 </p><p>　　a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　　CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級(jí)，通常用以驅(qū)動(dòng)LED。其引腳圖如3-2所示。 </p><p>　　各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示A、

72、B、C、D；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分別表示 a、b、c、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個(gè)引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。 </p><p>　　消隱輸出J的電平為 </p><p>　　J==（C+B）D+BI</p><p>　　如不考慮消隱BI項(xiàng)，便得J=（B+C）D<

73、;/p><p>　　據(jù)上式，當(dāng)輸入BCD代碼從1010---1111時(shí)，J端都為“1”電平，從而使顯示器中的字形消隱。</p><p><b>　　CD4518 說明</b></p><p>　　CD4518是一個(gè)同步加計(jì)數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其功能引腳分別為1～7和9～{15}.該CD4518計(jì)數(shù)器是單路系列脈沖輸入（

74、1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號(hào)輸出（3腳～6腳；{11}腳～{14}腳）。</p><p>　　CD4518控制功能：CD4518有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP和EN,若用時(shí)鐘上升沿觸發(fā),信號(hào)由CP輸入,此時(shí)EN端為高電平（1）,若用時(shí)鐘下降沿觸發(fā),信號(hào)由EN輸入,此時(shí)CP端為低電平（0）,同時(shí)復(fù)位端Cr也保持低電平（0）,只有滿足了這些條件時(shí),電路才會(huì)處于計(jì)數(shù)狀態(tài).否則沒辦法工作。</p>&

75、lt;p>　　將數(shù)片CD4518串行級(jí)聯(lián)時(shí)，盡管每片CD4518屬并行計(jì)數(shù)，但就整體而言已變成串行計(jì)數(shù)了。需要指出，CD4518未設(shè)置進(jìn)位端，但可利用Q4做輸出端。有人誤將第一級(jí)的Q4端接到第二級(jí)的CP端，結(jié)果發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)變成“逢八進(jìn)一”了。原因在于Q4是在CP8作用下產(chǎn)生正跳變的，其上升沿不能作進(jìn)位脈沖，只有其下降沿才是“逢十進(jìn)一”的進(jìn)位信號(hào)。正確接法應(yīng)是將低位的Q4端接高位的EN端，高位計(jì)數(shù)器的CP端接USS。</p>

76、<p>　　CD4518是一個(gè)雙BCD同步加計(jì)數(shù)器，由兩個(gè)相同的同步4級(jí)計(jì)數(shù)器組成。</p><p>　　CD4518引腳功能(管腳功能)如下：</p><p>　　1，9 1CP、2CP：時(shí)鐘輸入端。</p><p>　　7，15 1CR、2CR：清除端。</p><p>　　2，10

77、 1EN、2EN：計(jì)數(shù)允許控制端。</p><p>　　3，4，5，6 1Q0～1Q3：計(jì)數(shù)器輸出端。</p><p>　　11，12，13，4 2Q0～2Q3：計(jì)數(shù)器輸出端。</p><p>　　16 Vdd：正電源。</p><p>　　8 Vss：地。</p><p>　　面包板內(nèi)

78、部結(jié)構(gòu)圖 面包板右邊一列上五組豎的相通,下五組豎的相通,面包板的左邊上下分四組,每組中X,Y列(0-15相通,16-40相通,41-55相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,E和F之間不相通.4、6個(gè)功能塊電路圖一個(gè)CD4511和一個(gè)LED數(shù)碼管連接成一個(gè)CD4511驅(qū)動(dòng)電路,數(shù)碼管可從0---9顯示,以次來檢查數(shù)碼管的好壞。 </p><p>　　圖1 45

79、11驅(qū)動(dòng)電路利用一塊4518,一塊74HC08連接成一個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,電路在脈沖的作用下數(shù)碼管從0—9顯示,見附圖2. </p><p>　　圖2 4518連接成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用一塊CD4518,一塊74HC08連接成一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器見附圖3.</p><p>　　圖3 4518二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器利用兩個(gè)六十進(jìn)制的電路合成一個(gè)雙六十進(jìn)制電路,