數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與仿真</p><p>　　院 、 部：電汽與信息工程系</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　專 業(yè)： 通信工程</p><p><b>　

2、　班 級(jí)： </b></p><p>　　完成時(shí)間：12月17日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1Hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由振蕩電路形成秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)結(jié)果以“時(shí)”、</p><p>　　“分”“秒

3、”的數(shù)字顯示出來。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分、</p><p>　　計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿 24 小時(shí)后又開始下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)。一般由振蕩電路、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼顯示器等幾部分組成。 </p><p>　　振蕩電路：主要用來產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， NE555 組成的多諧振電路產(chǎn)生，由但是因?yàn)闀r(shí)鐘的精度主要取決于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率及穩(wěn)定度，所以一

4、般采用石英晶體振蕩器。 </p><p>　　分頻器：因?yàn)檎袷幤鳟a(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率很高，要是要得到“秒”信號(hào)，需</p><p>　　一定級(jí)數(shù)的分頻器進(jìn)行分頻。 </p><p>　　計(jì)數(shù)器：有了“秒”信號(hào)，則可以根據(jù) 60 秒為 1 分， 小時(shí)為 1 天的進(jìn)制，24分別設(shè)定“時(shí)”“分”“秒”的計(jì)數(shù)器，分別為 60 進(jìn)制，60 進(jìn)制,24 進(jìn)制計(jì)

5、數(shù)器，并輸出一分，一小時(shí)的進(jìn)位信號(hào)。  </p><p>　　由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路可以對(duì)分和時(shí)進(jìn)行校時(shí)。另外，計(jì)時(shí)過程要具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前 1 秒開始，蜂鳴器開始鳴叫。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 標(biāo)準(zhǔn)頻率; 振蕩電路; 計(jì)數(shù)器; 數(shù)碼顯示器</p><p>

6、;<b>　　目錄</b></p><p>　　一、 電路的總設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 電路的設(shè)計(jì)目的</p><p>　　2. 電路的組成原理</p><p><b>　　3.電路設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　二、 單元電路的設(shè)計(jì)</p>

7、<p>　　1.秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　(1)1KHZ 振蕩器</p><p><b>　　2．計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　(1)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　(2)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　3.組合的數(shù)字時(shí)鐘</p>

8、<p><b>　　4.校準(zhǔn)電路</b></p><p><b>　　5.整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　6.復(fù)位電路</b></p><p>　　三、電路的總體設(shè)計(jì)與調(diào)試</p><p><b>　　1、具體的電路</b&

9、gt;</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　一、 電路的

10、總設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1. 電路的設(shè)計(jì)目的： </p><p>　　數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)</p><p>　　鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因</p><p>　　此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其

11、中包括了組</p><p>　　合邏輯電路和時(shí)序電路。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng)，并且有多種專門的大規(guī)</p><p>　　模集成電路可供選擇。本設(shè)計(jì)采用  74LS160、帶有譯碼器的數(shù)碼管和適當(dāng)?shù)拈T電路構(gòu)成,可實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒等時(shí)間信息的采集和較時(shí)功能地實(shí)現(xiàn). </p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字計(jì)時(shí)器，可以完成  00:00:00&

12、#160; 到  23:59:59  的計(jì)時(shí)功能，并在控制電路的作用下具有快速校時(shí)、快速校分功能。  能進(jìn)行正常的時(shí)分秒計(jì)時(shí)功能。分另由六個(gè)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)時(shí)分秒的計(jì)時(shí)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)和鬧鐘的功能。 </p><p>　　通過  Multisim 軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)含小時(shí)，分鐘，秒鐘顯示功能的數(shù)字時(shí)鐘。 </p><p>　　2. 電路的組成

13、原理： </p><p><b>　　電路的組成原理: </b></p><p>　　數(shù)字電子鐘主要分為數(shù)碼顯示器、60  進(jìn)制和  24  進(jìn)制計(jì)數(shù)器、頻率振蕩器和校時(shí)這幾個(gè)部分。數(shù)字電子鐘要完成顯示需要 6 個(gè)數(shù)碼管，八段的數(shù)碼管需要譯碼器械才能顯示，然后要實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)需要 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和 24 進(jìn)制計(jì)

14、數(shù)器，在在仿真軟件中發(fā)生信號(hào)可以用函數(shù)發(fā)生器仿真，頻率可以隨意調(diào)整。60 進(jìn)制可能由 10 進(jìn)制和 6 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器串聯(lián)而成，而小時(shí)的 24 進(jìn)制可以采用 74LS160 置數(shù)端觸發(fā)實(shí)現(xiàn)。頻率振蕩器可以由晶體振蕩器分頻來提供，也可以由 555 定時(shí)器來產(chǎn)生脈沖并分頻為  1HZ。</p><p><b>　　主體思路圖：</b></p><p

15、><b>　　3.電路設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　具體要求：實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的時(shí)鐘顯示、校準(zhǔn)、整點(diǎn)報(bào)時(shí)等功能。</p><p>　?。?）顯示功能：具有“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示（“時(shí)”從0~23，分0~59，秒0~59）。</p><p>　　（2）校時(shí)功能：當(dāng)剛接通電源或數(shù)字時(shí)鐘有偏差時(shí)，可以通過手動(dòng)的方式去校時(shí)。<

16、/p><p>　?。?）整點(diǎn)報(bào)時(shí)：當(dāng)時(shí)鐘計(jì)時(shí)到整點(diǎn)時(shí)，能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。</p><p>　?。?）復(fù)位功能：當(dāng)數(shù)字時(shí)鐘有偏差時(shí)，可以通過手動(dòng)的方式使其恢復(fù)初始零狀態(tài)。</p><p>　　（5）可以根據(jù)個(gè)人設(shè)想，適當(dāng)?shù)奶砑悠渌δ?lt;/p><p>　　二、 單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.秒脈沖產(chǎn)生電路 

17、</p><p>　　(1)1KHZ 振蕩器 </p><p>　　振蕩器由  555  定時(shí)器組成。圖  3‐1  中是  由  555 定時(shí)器構(gòu)成的 1KHZ 的自</p><p>　　激振蕩器  ,其原理是 </p><p>　　0.7(2R3+R

18、4+R5)C4=1ms          f=1/t=1KHZ。 </p><p><b>　　2．計(jì)數(shù)器 </b></p><p>　　秒信號(hào)經(jīng)秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時(shí)計(jì)數(shù)器之后，分別得到“秒”個(gè)位、十位、</p><p>　　“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)輸出信

19、號(hào)，然后送至顯示電路，以</p><p>　　便實(shí)現(xiàn)用數(shù)字顯示時(shí)、分、秒的要求?！懊搿焙汀胺帧庇?jì)數(shù)器應(yīng)為六十進(jìn)制，而“時(shí)”</p><p>　　計(jì)數(shù)器應(yīng)為二十四進(jìn)制。采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160來實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)</p><p><b>　　數(shù)功能。 </b></p><p>　　(1)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 

20、;</p><p>　　如下圖所示，時(shí)計(jì)數(shù)電路由  U3  和  U4  倆部分組成。當(dāng)時(shí)個(gè)位  U4  計(jì)</p><p>　　數(shù)為  4，U3  計(jì)數(shù)為  2  時(shí)，兩片  74LS160復(fù)零,從而構(gòu)成  24  進(jìn)制計(jì)數(shù)。 </p>

21、<p>　　(2)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 </p><p>　　如下圖所示， 秒計(jì)數(shù)電路由  U11 和  U12 倆部分組成。分、當(dāng)時(shí)十位 U11計(jì)數(shù)為  5時(shí)，兩片  74LS160，構(gòu)成  60 進(jìn)制計(jì)數(shù)。 </p><p>　　3.組合的數(shù)字時(shí)鐘 </p><p>

22、　　數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)的組成利用上面的六十進(jìn)制和二十四進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器子電路</p><p>　　構(gòu)成的數(shù)字鐘系統(tǒng)如圖3.11所示</p><p><b>　　4.校準(zhǔn)電路 </b></p><p>　　數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接</p><p>　　信號(hào)可直接取自信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的

23、信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打到一端時(shí)，正常輸入信號(hào)可以順利通過，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打到一端時(shí)，信號(hào)產(chǎn)生校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài).</p><p><b>　　時(shí)，分校準(zhǔn)電路</b></p><p><b>　　5.整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　電路應(yīng)在整點(diǎn)前 10 秒鐘內(nèi)開始整

24、點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在 59 分 50 秒到 59 分59 秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)時(shí)間在 59 分 59 秒到 00分 00 秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為 5、9 和 5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的 Qc 和 Qa 、個(gè)位的 Qd 和 Qa及秒計(jì)數(shù)器十位的 Qc 和 Qa 相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。報(bào)時(shí)電路可選7個(gè)74F08D 來構(gòu)成</p><

25、;p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)前的電路 整點(diǎn)報(bào)時(shí)后的電路</p><p><b>　　6.復(fù)位電路</b></p><p>　　在任意時(shí)間將時(shí)鐘的時(shí)、分、秒位均恢復(fù)到00-00-00狀態(tài)</p><p><b>　　控制電路如下</b></p><p>

26、　　三、電路的總體設(shè)計(jì)與調(diào)試</p><p>　　由電路各個(gè)部分的子電路構(gòu)成的各個(gè)部分的功能，再由數(shù)字時(shí)鐘的系統(tǒng)原理框圖，可以清楚的知道了總體的電路情況。</p><p>　　由總圖可以看出和清楚的整個(gè)數(shù)字時(shí)鐘的總體工作原理和整個(gè)工作過程：</p><p>　　由555和RC構(gòu)成的振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)，進(jìn)入60進(jìn)制的“秒”計(jì)時(shí)，“秒”的分位進(jìn)入60進(jìn)制的“分”計(jì)時(shí)

27、，由分的“時(shí)”進(jìn)位進(jìn)入24進(jìn)制的“時(shí)”計(jì)時(shí)。</p><p>　　在電路中，還有由門電路和開關(guān)構(gòu)成的校時(shí)電路對(duì)電路的“時(shí)”，“分”進(jìn)行校時(shí)，得到正確的時(shí)間。</p><p><b>　　1、具體的電路 </b></p><p>　　本次基于Multisim10的數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基本的時(shí)鐘以及對(duì)時(shí)鐘的校準(zhǔn)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)，各個(gè)子電路的設(shè)計(jì)如第五部

28、分子電路設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)電路一樣，將各個(gè)部分連接在一起的整機(jī)連調(diào)的電路圖為：</p><p>　　1時(shí)鐘00-00-59</p><p>　　2時(shí)鐘00-59-59</p><p>　　3時(shí)鐘23-59-59</p><p>　　4任意時(shí)間復(fù)位前、后結(jié)果</p><p><b>　　結(jié)束語</b><

29、;/p><p>　　轉(zhuǎn)眼間，這個(gè)學(xué)期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。通過這一學(xué)期的課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。</p><p>　　設(shè)計(jì)，給人以創(chuàng)作的沖動(dòng)。但凡涉及設(shè)計(jì)都是一件良好的事情，因?yàn)樗芙o人以美的幻想，因?yàn)樗芙o人以金般財(cái)富，因?yàn)樗芙o人以成就之感，更為現(xiàn)實(shí)的是她能給人以成長(zhǎng)以及成長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，而這種營(yíng)養(yǎng)更是一種福祉，一輩子消受不竭享用不盡。安排課程設(shè)計(jì)的

30、基本目的，在于通過理論與實(shí)際的結(jié)合、人與人的溝通，進(jìn)一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)發(fā)端之始，思緒全無，舉步維艱，對(duì)于理論知識(shí)學(xué)習(xí)不夠扎實(shí)的我深感“書到用時(shí)方恨少”，于是想起圣人之言“溫故而知新”，便重拾教材與實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，對(duì)知識(shí)系統(tǒng)而全面進(jìn)行了梳理，遇到難處先是苦思冥想再向同學(xué)請(qǐng)教，終于熟練

31、掌握了基本理論知識(shí)，而且領(lǐng)悟諸多平時(shí)學(xué)習(xí)難以理解掌握的較難知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何思考的思維方式，找到了設(shè)計(jì)的靈感。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的過程中，由于對(duì)理論掌握的不熟練，或者是操作過程中發(fā)生失誤，都會(huì)導(dǎo)致最后結(jié)果出不來。至善至美，是人類永恒的追求。但是，不從忘卻“金無足赤，人無完人”，我們換種思維方式，去惡亦是至善，改錯(cuò)亦為至美。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)

32、節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。</p><p>　　對(duì)我們通信工程專業(yè)的本科生來說，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次預(yù)演和準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。通過課程設(shè)計(jì)，讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，為求職與正式工作做好充分的知識(shí)、能力準(zhǔn)備，從而縮短從校園走向社會(huì)的心理轉(zhuǎn)型期。</p>

33、<p>　　通過課程設(shè)計(jì)，我更加明白了一個(gè)真理，“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。課程設(shè)計(jì)達(dá)到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。課程設(shè)計(jì)之后，我們普遍感到不僅實(shí)際動(dòng)手能力有所提高，更重要的是通過對(duì)設(shè)計(jì)過程的了解，進(jìn)一步激發(fā)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，并能結(jié)合實(shí)際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)能

34、夠順利完成，多虧了我們敬愛的**老師。**老師是一位令人十分印象深刻的老師。記得他說過的一句話“名聲出高徒”，我想，**老師的十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，必然會(huì)讓他的桃李滿天下。出自內(nèi)心地，由衷地對(duì)**老師表示感謝，**老師是我見過非常非常棒的老師！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　單片機(jī)基礎(chǔ) 北京航空航天大學(xué)出版社</p>&