多功能數(shù)字電子鐘-數(shù)電課程設(shè)計

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告</p><p>　　題目:多功能數(shù)字電子鐘</p><p>　　專業(yè)： 自 動 化 </p><p>　　班級： 一 班 </p><p>　　姓名：

2、 </p><p>　　日期：2013年1月 </p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><p>　　為了鞏固課本所學知識，培養(yǎng)動手能力和實際解決問題的能力，加深對課堂知識的理解和運用，進一步學習和熟悉各種常用芯片的規(guī)格和使用，能掌握電路的組裝和基本問題的排除。通過課程設(shè)計要實現(xiàn)以下兩個目標：一、學生初步掌握電

3、子線路的設(shè)計、組裝及調(diào)試方法。即學生根據(jù)設(shè)計要求，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能要求；二、課程設(shè)計為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是系統(tǒng)的工程設(shè)計實踐，而課程設(shè)計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面，運用已學過的分析和設(shè)計電路的理論知識，逐步掌握工程設(shè)計的步驟和方法，同時，課程設(shè)計報告的書寫，為今后從事技術(shù)工作撰寫科技報告和技術(shù)資料打下基礎(chǔ)。</p>&

4、lt;p>　　設(shè)計要求和設(shè)計指標：</p><p>　　a設(shè)計一個能顯示時、分、秒的數(shù)字鐘，顯示時間從00：00：00到23：59：59；</p><p>　　b設(shè)計的電路包括產(chǎn)生時基信號，時、分、秒的計時電路，顯示電路。</p><p>　　c具有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間；</p><p>　　d計時

5、過程具有整點報時功能，當時間到達整點前10秒進行蜂鳴報時</p><p><b>　　總體框圖設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計通過555定時器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進行計數(shù)，計數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。</p><p>　　功能模塊設(shè)計和原理說明</p><p><b>

6、;　　1、秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　秒信號發(fā)生電路由集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。555定時器振蕩電路是數(shù)字鐘的核心部分，它的頻率和穩(wěn)定性直接關(guān)系到表的精度。因此選擇555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，其中電容C1為10微法，C2為0.01微法，兩個電阻R1= 10K R2=66.5K歐姆。此時在電路的輸出端就得到了一個周期性的矩形波，其振蕩頻率為： f=1.43/[(R1

7、+2R2)C1] </p><p>　　2、秒計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計</p><p>　　秒計數(shù)器為M=60的計數(shù)器，即顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進制計數(shù)器至少需要2片，因為10 < M < 100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74LS192實現(xiàn)。當個位計數(shù)至1010時，通過 74LS08 二輸入與非門連至清零端達到清零，當達到0000時，

8、產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時清零。譯碼芯片使用CD4511BM</p><p>　　3、分計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計</p><p>　　分計數(shù)器同秒計數(shù)器一樣為M=60的計數(shù)器，即顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進制計數(shù)器使用2片，因為10 < M < 100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74LS192實現(xiàn)。當秒計數(shù)器十位計數(shù)至011

9、0時清零，達到0000時產(chǎn)生上升沿脈沖送入分計數(shù)器的個位開始計數(shù)。當個位計數(shù)至1010時清零產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時繼續(xù)清零。譯碼芯片使用CD4511BM</p><p>　　4、時計數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計</p><p>　　時為二十四進制計數(shù)器，顯示為00～23，個位仍為十進制，而十位為三進制，但當十進位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進制了。時計數(shù)進位類

10、似于分和秒。譯碼芯片使用CD4511BM.。</p><p><b>　　5、整點前十秒報時</b></p><p>　　當時的十位數(shù)計數(shù)器輸出0101，個位數(shù)輸出1001，秒的十位數(shù)輸出0101時通過兩片四路的與非門74ls20op和一個與門74ls08和一個非門74ls04共同組成一個報時電路。相當于六路與門。</p><p><b&

11、gt;　　6、校時電路</b></p><p>　　時校時 分校時</p><p>　　校時時要對74LS192的5端腳輸入高電平，本設(shè)計直接使用555定時器產(chǎn)生的方波高電平來觸發(fā)。</p><p><b>　　主要元器件的選擇</b></p><p>

12、;　　脈沖發(fā)生器使用555定時器</p><p>　　555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖。</p><p>　　計數(shù)器使用74LS192</p><p><b>　　功能表如下：</b></p><p>　　譯碼芯片使用CD4511BM</p><

13、p><b>　　功能表</b></p><p>　　使用了與門74LS08</p><p><b>　　功能表</b></p><p><b>　　74LS04</b></p><p><b>　　功能表</b></p><p&g

14、t;　　74LS20四路與非門</p><p><b>　　功能表</b></p><p>　　數(shù)碼管使用的是共陰七段數(shù)碼管</p><p><b>　　總電路圖程序說明</b></p><p><b>　　總電路仿真圖</b></p><p>　　通過

15、每兩片74LS192構(gòu)成數(shù)字時鐘的時模塊、分模塊、秒模塊其中時是24進制的，分和秒是60進制的，秒模塊計數(shù)計到60的時侯立刻產(chǎn)生清零信號和進信號是分模塊加一，分到時和秒到分一樣。校時的高電平是來自于555定時器產(chǎn)生的脈沖，整點報時是通過六路與非，只有符合當時鐘走到59分50秒時開始報時，報時的時間為十秒。</p><p><b>　　實物圖</b></p><p>&

16、lt;b>　　PCB電路圖</b></p><p><b>　　譯碼顯示部分</b></p><p><b>　　計時部分</b></p><p><b>　　七、本設(shè)計改進建議</b></p><p>　　雖然本設(shè)計可以實現(xiàn)課程的要求，但是要使用在時間中還是

17、不夠的，因為沒有鬧鐘功能，還有沒有斷電保存時間的功能，這些需要以后自己完善。</p><p><b>　　八、心得體會</b></p><p>　　此次數(shù)電課程設(shè)計，我們小組選擇了最后一個課題——多功能數(shù)字電子鐘。這個課題相對于其他課題，算是最難的一個了。我們小組幾個人，不知道搞了多少個白天夜晚，終于把這設(shè)計弄出來。起初，在設(shè)計電路圖方面，我們展開了激烈的討論，商討怎

18、樣才能用最少，最簡的電子元器件實現(xiàn)課程要求，最終我們決定采用555定時器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進行計數(shù)，計數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。在設(shè)計PCB電路圖時，我們也遇到了不少難題，如板子長寬不夠，需要幾塊板，有的線畫不了，需要幾根跳線。此次為了板子空間的需要，我們的電阻，也采購了貼片電阻，在焊接時，也更加的考驗了我們的焊工，經(jīng)過我們的不懈努力，最終將實物焊接完成。稍微遺憾的是，我們小組此次的課程設(shè)計，不能實