數(shù)字電子技術課程設計---多功能數(shù)字鐘的設計

1、<p><b>　　課程設計成果說明書</b></p><p>　　題 目： 多功能數(shù)字鐘的設計 </p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　多功能數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)用數(shù)字顯示

2、時間的計時裝置。主要由計時器、譯碼顯示、開關電路、清零電路、校時電路及整點報時電路幾部分構成。具有時間顯示、校時校分及整點報時等擴展功能并且具有走時準確、顯示直觀、穩(wěn)定等優(yōu)點深受人們喜愛。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設計任務。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

3、。。。5</p><p>　　2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.1設計原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2數(shù)字鐘的電路設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

4、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2.1時間計數(shù)電路的設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2.2整點報時電路的設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8</p><p>　　2.2.3校時電路的設

5、計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9</p><p>　　2.2.4譯碼驅動顯示電路的設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9</p><p>　　2.2.5開關電路的設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p>&l

6、t;p>　　2.2.6清零開關的設計。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p><p>　　2.2.7字鐘的整體電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11</p><p>　　2.2.8心得與體會。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

7、。。。。。。。。。。。。12</p><p>　　2.2.9參考資料。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12</p><p><b>　　1設計任務</b></p><p>　　設計制作一個數(shù)字電子鐘</p><p><b>　　【1】基本內

8、容</b></p><p>　　（1）能進行正常的時、分、秒的計時功能，分別由6個數(shù)碼管顯示24小時、60分鐘、60秒鐘的計數(shù)。</p><p>　?。?）具有清零功能。</p><p>　?。?）具有開、關功能。</p><p><b>　　【2】發(fā)揮部分</b></p><p>　

9、?。?）能實現(xiàn)“校時”“校分”功能：當按下“SA”“校時”鍵時，計時器迅速遞增，并按24小時循環(huán)，計滿23小時后返回00；按下“SB”“校分”鍵時，計分器迅速遞增，按60分鐘循環(huán)，計滿59分鐘后返回00；但不向“時”進位。</p><p>　?。?）能進行整點報時：當計時到達59分50秒后，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”信號（其聲音頻率為500HZ），連續(xù)5次到達整點，發(fā)出一次高音“嘀”信號（其聲音頻率為1000H

10、Z）</p><p>　　2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設計</p><p><b>　　2.1設計原理</b></p><p>　　2.2數(shù)字鐘的電路設計</p><p>　　2.2.1時間計數(shù)電路的設計</p><p>　　本設計用到的是74HC160同步十進制計數(shù)器，它的工作要求是要有CP來才有可能狀態(tài)

11、發(fā)生改變，如果沒有CP來，則將繼續(xù)保持前一狀態(tài)。 當復位端CLR’=0時，輸出Q3Q2Q1Q0全為零，實現(xiàn)異步清零功能（又稱復位功能）；當CLR’=1時，預置控制端LD’=0，并且CLK=CLK↑時，Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0，實現(xiàn)同步預置數(shù)功能；當CLR’=LD’=1且ENP*ENT=0時，輸出Q3Q2Q1Q0保持不變；當CLR’=LD’=ENP=ENT=1, CLK=CLK↑時實現(xiàn)計數(shù)。</p><p&

12、gt;　　數(shù)字鐘最基本的功能就是計時，所以計時模塊也就成為本次實驗中最基本的模塊之一，通過兩個模60計數(shù)器和一個24模計數(shù)器三者級聯(lián)構成的模塊能夠對時、分、秒進行計時，實現(xiàn)計時功能，</p><p>　?。?）六十進制計數(shù)器</p><p>　　1Hz的脈沖信號，首先送到“秒”計數(shù)器進行累加，秒計數(shù)器應完成一分鐘之內的秒數(shù)目的累加，并達到59秒時產(chǎn)生一個向分鐘的進位信號。因此，可以選用兩片

13、74HC160集成芯片組成60進制計數(shù)器。其中，”秒”個位為十進制，“秒十位為六進制。”</p><p><b>　　電路如下：</b></p><p><b>　　60進制計數(shù)電路</b></p><p>　　由圖可知，秒信號從CLK端輸人進行十進制計數(shù)，滿十輸進位信號，即U24中的Q３Q２Q１Q０＝１００１時計數(shù)器清零

14、，同時輸出進位信號，此信號用于控制秒十位計數(shù)器的記數(shù)。秒十位計數(shù)器為六進制計數(shù)器，當U23中的Q3Q2Q1Q0=0101時計數(shù)器清零，從而構成六進制計數(shù)器，同時輸出向“分”計數(shù)器的進位信號。</p><p>　　分計數(shù)器的組成電路與秒計數(shù)器的組成電路完全相同，不過進入CP的脈沖信號為秒十位進位信號輸入的信號。</p><p>　　（2）二十四進制計數(shù)器</p><p&g

15、t;　　數(shù)字鐘采用24小時計時法，因此在“時”計數(shù)上采用二十四進制計數(shù)器。由“分”十位進位的脈沖信號，首先送到“時”個位計數(shù)器，“時”個位計數(shù)器由74HC160集成芯片構成十進制計數(shù)，計數(shù)信號滿十向十位進位，“時”十位也是用74HC160芯片構成3進制計數(shù)器。</p><p>　　由下圖可知，來自“分”十位的進位信號進入“時”個位計數(shù)器，計數(shù)器滿十清零，即當U20的Q3Q2Q1Q0=1001時，同時向“時”十位計

16、數(shù)器送入脈沖信號。當U20中的Q3Q2Q1Q0=00119中的Q3Q2Q1Q0=0010時，計數(shù)器U19、U20同時清零，即完成24進制計數(shù)。</p><p><b>　　24進制計數(shù)電路</b></p><p>　　2.2.2整點報時電路的設計</p><p>　　一般時鐘都應具備整點報時電路功能,即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內,數(shù)字鐘會自動報時,

17、以示提醒。根據(jù)要求,電路應在整點前10秒鐘內開始整點報時,即當時間在59分50秒到59分59秒期間時,報時電路報時控制信號。 </p><p>　　由下圖可知，本來設計低聲開始響是在59分51秒，故此51秒、53秒、55秒、57秒發(fā)出低聲，最后在59秒時高聲開始。高聲接入1000Hz的高頻信號，低聲接入500Hz的低頻信號給以控制。</p><p><b>　　電路如下：<

18、/b></p><p><b>　　整點報時電路</b></p><p>　　2.2.3校時電路的設計</p><p>　　分位的進位信號與秒位的清零信號是同一個信號，如不在這之間加一個二極管，分調時信號會使秒位的十位清零，影響秒位的時間。當加一個如圖所示的二極管時，由于二極管的單向導電性，使得秒位清零信號的高電平不會受到調時分位時產(chǎn)生的

19、低電平的影響。從而解決了調時高位時會影響低位時間的問題。時位調時與分位調時情況一樣，解決方法也相同在此就不再重復</p><p><b>　　電路如下：</b></p><p><b>　　校時電路</b></p><p>　　2.2.4譯碼驅動顯示電路的設計</p><p>　　譯碼是把給定的代碼

20、進行翻譯，將時、分、秒計數(shù)器輸出的四位二進制代碼翻譯為相應的十進制數(shù)，并通過LED顯示器顯示，通常LED顯示器與譯碼器是配套使用的，實驗中選用的七段譯碼驅動器（74HC4511）和數(shù)碼管采用共陰極接法。電路如下：</p><p>　　2.2.5開關電路的設計</p><p>　　該電路的設計主要是基于設計的基本要求，開關電路主要是當開關閉合時，電路能進行正常計時；當開關斷開，電路停止工作，

21、即停止計時。</p><p><b>　　其電路圖如下：</b></p><p>　　2.2.6清零開關的設計</p><p>　　當開關接通后，MR端呈現(xiàn)低電平，即電路立即清零；下圖是時、分、秒清零電路</p><p>　　2.2.7數(shù)鐘的整體電路</p><p>　　2.2.8心得與體會 &l

22、t;/p><p>　　經(jīng)過這幾天的課程設計，我學會很多，也知道了我也有很多的不足。不過我也沒有氣餒，花費了比較多的時間查閱資料，用心向同學請教。有時候設計一個電路會時常發(fā)生錯誤，也有惱火過，但是只要堅持，就能勝利。還有就是要虛心向別人學習，多問多看書才是王道。</p><p><b>　　2.2.9參考資料</b></p><p>　　http:/

23、/www.docin.com/p-234417805.html</p><p>　　http://wenku.baidu.com/view/066222d5195f312b3169a587.html</p><p>　　http://wenku.baidu.com/view/f2154450be23482fb4da4cd2.html</p><p>　　康華光.電子