數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)--數(shù)字鐘

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　同

2、組 者： </b></p><p>　　日 期：2012.6.20</p><p><b>　　一題目與要求</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的時(shí)鐘顯示、校準(zhǔn)、整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鈴等功能。</p><p><b>　　具體要求：</b></p><p>　

3、　1. 時(shí)鐘顯示功能，能夠十進(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”;</p><p>　　2. 具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能;</p><p>　　3. 具有快速校準(zhǔn)時(shí)間的功能。</p><p>　　二設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述</p><p>　　2.1基本設(shè)計(jì)思路</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)

4、、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(guò)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(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過(guò)顯示器顯示時(shí)間。</p><p>　　2.2 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

5、”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、分計(jì)數(shù)值和時(shí)計(jì)數(shù)值譯碼顯示時(shí)間。</p><p><b>　　三詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 秒脈沖的產(chǎn)生</p><p>　　圖3-1

6、秒脈沖發(fā)生器</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，通常用晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整。如晶振為32768 Hz，通過(guò)15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖3-1所示。</p><p>　　3.2 時(shí)鐘顯示電路設(shè)計(jì)</p>&l

7、t;p>　　3.2.1 秒計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖 3-2 秒計(jì)數(shù)譯碼電路 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，十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片74LS161實(shí)現(xiàn)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)至1010時(shí)，通過(guò) 74LS00 二輸入與

8、非門(mén)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>　　分計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-3 分計(jì)數(shù)譯碼電路 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

9、，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74LS161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(kāi)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>　　3.2.3 時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　3-4 時(shí)計(jì)數(shù)譯碼電路 &

10、lt;/p><p>　　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(lèi)似于分和秒。譯碼器都使用HD74LS48</p><p>　　3.3 報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖 3-6 報(bào)時(shí)電路

11、 當(dāng)計(jì)數(shù)至59分59秒時(shí)電路報(bào)時(shí)，所以將秒計(jì)數(shù)電路161 輸出 0101 1001 連到四輸入與非門(mén)芯片 7421 上，輸出端連至蜂鳴器的一端。分計(jì)數(shù)器也如此，輸出端連至蜂鳴器的另一端即可，這樣即可實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)功能。</p><p>　　3.4 校準(zhǔn)電路</p><p>　　圖3-7 校分電路

12、 將秒十位置零端信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)再送入分個(gè)位端，分電路即可有兩種信號(hào)接入進(jìn)行校準(zhǔn)。</p><p><b>　　四 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析</b></p><p>　　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、整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能、校時(shí)功能。</p><p><b>