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1、<p> 課 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b> 年 月 日</b></p><p><b> 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p> 課程 低頻與數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)</p><p> 題目 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)<
2、/p><p> 專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) </p><p> 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b> 主要內(nèi)容:</b></p><p> 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘,能顯示小時(shí)、分鐘和秒;能進(jìn)行24小時(shí)和12小時(shí)轉(zhuǎn)換;具有小時(shí)和分鐘的校時(shí)功能。&l
3、t;/p><p><b> 基本要求:</b></p><p> 1.畫(huà)出數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)框圖。</p><p> 2.畫(huà)出系統(tǒng)原理電路圖。</p><p> 3.用EWB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。</p><p> 4.按要求完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告,交激光打印報(bào)告和電子文檔。</p><
4、p><b> 主要參考資料:</b></p><p> [1] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2001.</p><p> [2] 彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:高等教育出版社,1997.</p><p> [3] 孫梅生.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,1998.</p&
5、gt;<p> [4] 高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.</p><p> 完成期限 </p><p> 指導(dǎo)教師 </p><p> 專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p><
6、;b> 年 月 日</b></p><p><b> 一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘</b></p><p> ?。?)能顯示小時(shí)、分鐘和秒;</p><p> ?。?)能進(jìn)行24小時(shí)和12小時(shí)轉(zhuǎn)換;</p>&l
7、t;p> ?。?)具有小時(shí)和分鐘的校時(shí)功能。</p><p><b> 二、總體設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b> 1.基本原理</b></p><p> 該數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器和校時(shí)電路等六部分組成。振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號(hào)送到分頻器,分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)分成每秒一次的方波秒信號(hào)。
8、秒信號(hào)送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),累計(jì)60次送入一個(gè)分信號(hào),分信號(hào)累計(jì)60次送入一個(gè)時(shí)信號(hào),并把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來(lái)。“秒”的顯示由兩級(jí)計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn):“分”的顯示電路與“秒”相同,“時(shí)”的顯示由兩級(jí)計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有計(jì)時(shí)結(jié)果由六位LED七段顯示器顯示出來(lái)。校時(shí)電路對(duì)“時(shí)”和“分”進(jìn)行校時(shí)。電路通過(guò)一個(gè)選通開(kāi)關(guān)可進(jìn)行二十四小時(shí)和十二小時(shí)的轉(zhuǎn)換。</p&g
9、t;<p><b> 2.系統(tǒng)框圖</b></p><p> 如圖:振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號(hào)送到分頻器,分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)送至計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器通過(guò)譯碼顯示把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來(lái)。整個(gè)過(guò)程中可選擇用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)。</p><p><b> 系統(tǒng)框圖</b></p><p><
10、;b> 三、具體設(shè)計(jì)</b></p><p><b> (1)振蕩器的設(shè)計(jì)</b></p><p> 在教材中,我們學(xué)過(guò)用555集成電路組成的多諧振蕩器。它的振蕩周期為T(mén)=T1+T2=(R1+2R2)Cln2</p><p> 振蕩頻率為f=1/T=1/(R1+2R2)Cln2</p><p>
11、 根據(jù)電路需要設(shè)f=1KHZ,估算出R1=5.1K,R2=4.7K,C=0.1uF</p><p> T=(5.1+2*4.7)*0.1*0.693*0.001=1.00485ms</p><p> 則f=1/T=0.995KHZ約等于1KHZ。電路圖如下:</p><p> 仿真結(jié)果T=1.005ms和理論數(shù)據(jù)符合。</p><p>
12、;<b> ?。?)分頻器的設(shè)計(jì)</b></p><p> 對(duì)于分頻器的設(shè)計(jì),我查了很多資料,最后選定了74LS90集成芯片。74LS90本身就是一個(gè)2分頻和5分頻的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,自身可連成一個(gè)十個(gè)頻的分頻器??刂贫私拥?,電路進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。將3片7490串接就可將振蕩器的1KHZ轉(zhuǎn)變?yōu)?HZ.分頻電路的仿真圖如下:</p><p><b> 振蕩器連接分
13、頻電路</b></p><p> (3) 分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p> 分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器相同都是六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。我選用了教材中介紹過(guò)的中規(guī)模集成74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。我的接法是將兩片74160進(jìn)行串行進(jìn)位方式的連接,并采用置數(shù)法。將電路連接好后</p><p> 進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果
14、為六十進(jìn)制,證明電路連接正確。如圖:</p><p> ?。?) 時(shí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及安裝 </p><p> 時(shí)計(jì)數(shù)器是24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)數(shù)器我仍采用兩片中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS160。集成芯片的連接我仍按串行進(jìn)位方式進(jìn)行,并采用清零法。任務(wù)要求能進(jìn)行二十四進(jìn)制和十二進(jìn)制轉(zhuǎn)換,所以用一個(gè)選通電路進(jìn)行切換,電路連好后進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果如
15、下圖。</p><p><b> 切換至十二進(jìn)制</b></p><p><b> 切換至二十四進(jìn)制</b></p><p> ?。?)、譯碼顯示電路</p><p> 譯碼電路的功能是將“秒”“分”“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行編譯,變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)LED七段譯碼器常用的有74LS48.
16、74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器,專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陽(yáng)極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陽(yáng)數(shù)碼管組成一位數(shù)碼顯示電路。將“秒”“分”“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端,便可進(jìn)行不同數(shù)字顯示。</p><p><b> ?。?)校時(shí)電路 </b></p><p> 當(dāng)時(shí)鐘指示不準(zhǔn)或停擺時(shí),就需要校準(zhǔn)時(shí)間。如圖,分計(jì)時(shí)器的校時(shí)電路由
17、5個(gè)與非門(mén)構(gòu)成,其中U4和U5構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的RS觸發(fā)器。U2的另一端接入秒的進(jìn)位信號(hào),U3的另一端接入秒信號(hào)也就是時(shí)標(biāo)信號(hào)。當(dāng)S1接高電位,S2接地時(shí),U4輸出低電位,秒的進(jìn)位信號(hào)有校,電路正常工作。當(dāng)S1接地S2接電源時(shí)U5輸出低電位,秒信號(hào)有效,分的計(jì)數(shù)器進(jìn)入快速計(jì)時(shí)狀態(tài),此時(shí)校分。</p><p> 時(shí)計(jì)時(shí)器的校時(shí)同分計(jì)時(shí)器的校時(shí)相同。</p><p><b> 四
18、、結(jié)論</b></p><p> 這次的課程設(shè)計(jì),我認(rèn)真的思考,認(rèn)真地做,收獲頗多而且過(guò)得充實(shí)。</p><p> 我覺(jué)得數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)相對(duì)于其他的類似函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,但是原理簡(jiǎn)單易懂,采用老師說(shuō)的模塊化設(shè)計(jì)使整個(gè)設(shè)計(jì)思路清晰明了。在制作過(guò)程中難免會(huì)遇到困難,但遇到不會(huì)的地方,我就翻閱教材或資料,把不清楚的問(wèn)題弄懂。整個(gè)過(guò)程下來(lái),我感覺(jué)自己學(xué)會(huì)了好多東西。填補(bǔ)了學(xué)習(xí)
19、過(guò)程中的漏洞。設(shè)計(jì)振蕩器、計(jì)數(shù)器的時(shí)候我回顧了以前學(xué)過(guò)的舊知識(shí),并成功的應(yīng)用到了我的電路上。在做分頻器的時(shí)候,我接觸了不熟悉的集成芯片74LS90,學(xué)了新的知識(shí)而且鍛煉了自學(xué)能力。 通過(guò)這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作,我了解了設(shè)計(jì)數(shù)字電路的程序,在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出過(guò)錯(cuò)誤,后來(lái)查找發(fā)現(xiàn)是接錯(cuò)了導(dǎo)線,并且及時(shí)的改正過(guò)來(lái)。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),我能更加熟練的應(yīng)用Protel了,而且對(duì)剛接觸的EWB仿真軟件也達(dá)到
20、了基本的操作和掌握,設(shè)計(jì)這次的電子鐘,讓我很有成就感,尤其在仿真成功后更是感到高興。真正體會(huì)到了收獲的樂(lè)趣.此外,我學(xué)會(huì)了寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告,鍛煉了總結(jié)和歸納的能力??傊@次的課程設(shè)計(jì)讓我收獲多多!</p><p><b> 五、附錄</b></p><p><b> 1.原理圖</b></p><p><b>
21、; 2.仿真圖</b></p><p><b> 3.元件清單</b></p><p> 74LS60, 6個(gè),</p><p> 74LS48譯碼器 6個(gè),</p><p> 數(shù)碼管 6個(gè),</p><p> 74LS90 3
22、個(gè)</p><p> 555定時(shí)器 1個(gè),</p><p> 與非門(mén) 14個(gè),</p><p> 反向器 5個(gè), </p><p> 單刀雙擲開(kāi)關(guān) 5個(gè)</p><p> 電阻 2個(gè),</p><p> 小電容
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