數(shù)字電子技術課程設計--數(shù)字電子鐘

1、<p>　　數(shù)字電子技術課程設計報告</p><p><b>　　題目: 數(shù)字電子鐘</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、內容摘要及關鍵詞………………………………………………1 二、設計內容……………………………………………………………………....2</p>

2、;<p>　　2.2設計目的…………………………………..………………………………2</p><p>　　2.2.1設計要求………………………………………….…………………….2</p><p>　　2.2.2數(shù)字電子鐘總體框圖...........................................................................

3、......3</p><p>　　三、單元電路的設計 ..................................................................................... 4</p><p>　　3.3.1 振蕩器電路..........................................................

4、............................... 4 </p><p>　　3.3.2 60 進制計數(shù)器........................................................................................ 5</p><p>　　3.3.3 24進制計數(shù)器.....................

5、................................................................... 6 </p><p>　　3.3.4 74LS90功能介紹 .............................................................................8</p><p>　　3.3.5

6、 元器件清單 ....................................................................................... 8 </p><p>　　3.3.6 校時電路...................................................................... ..................

7、...9</p><p>　　四、本設計調試及改進 ....................................................................... 10</p><p>　　五、結束語 ...............................................................................

8、................................... 11</p><p>　　六、參考文獻…………………………………………………………………………12</p><p><b>　　內容摘要及關鍵詞</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個將‘‘時’’,‘‘分’’,“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時

9、，顯示滿刻度為23時59分59秒。一個基本的數(shù)字電子鐘電路主要由秒信號發(fā)生器，“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器組成，由于采用純數(shù)字硬件設計制作，與傳統(tǒng)的機械表相比，它具有走時準，顯示直觀，無機械傳動等特點。</p><p>　　本設計中的數(shù)字時鐘采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時、分、秒’’的顯示和調整。通過采用各種集成數(shù)字芯片搭建電路來實現(xiàn)相應的功能。具體用到了555振蕩器，74LS90及與非，異或等門集成芯片等。該電

10、路具有計時功能。</p><p>　　在對整個模塊進行分析和畫出總體電路圖后，對各模塊進行仿真及實驗接線并記錄結果。</p><p>　　實驗證明該設計電路基本能實現(xiàn)設計的功能要求。</p><p>　　關鍵詞:振蕩器、譯碼顯示器、計數(shù)器、校時電路、脈沖產生電路</p><p><b>　　二、設計內容</b></

11、p><p><b>　　設計目的：</b></p><p>　　了解計時器主體電路的組成及工作原理。</p><p>　　掌握數(shù)字電子鐘的設計、組裝與調試方法。</p><p>　　熟悉集成電路及有關電子元器件的使用方法。</p><p><b>　　設計要求:</b></

12、p><p>　　用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字電子鐘，畫出電路圖，并在面包板上進行組裝、調試。并實現(xiàn)以下功能：</p><p>　　設計一個有“時、分、秒”（23小時59分59秒）顯示的數(shù)字電子鐘。</p><p>　　具有校時、分的功能。</p><p>　　具有開關調節(jié)功能，其中S1開關調節(jié)小時，S2開關調節(jié)分鐘，S3復位。</p>

13、<p><b>　　系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　由振蕩器輸出穩(wěn)定的高頻脈沖信號作為時間基準，秒計數(shù)器滿60向分計數(shù)器進位，分計數(shù)器滿60向小時計數(shù)器進位，小時計數(shù)器按“24翻1”規(guī)律計數(shù)，計數(shù)器經譯碼器送到顯示器；計數(shù)器出現(xiàn)誤差可用校時電路進行校時、校分、校秒。</p><p>　　數(shù)字鐘的結構框圖如圖所示</p><p&

14、gt;　　三、單元電路設計部分</p><p>　　由圖1的系統(tǒng)圖知其由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、校正電路組成。</p><p><b>　　振蕩器</b></p><p><b>　　3.1.1</b></p><p>　　秒發(fā)生電路---振蕩器是計時器的核心，振蕩器的穩(wěn)定度和頻率的精確度決

15、定了計時器的準確度。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度就越高，但耗電量將越大。所以，在設計電路時要根據需要而設計出最佳電路。</p><p>　　在本設計中，采用的是精度不高的，由集成電路555與RC組成的多諧振蕩器。其具體電路如下圖2所示；</p><p>　　接通電源后，電容C1被充電，vC上升，當vC上升到大于2/3VCC時，觸發(fā)器被復位，放電管T導通，此時v0為低電平，電容C1通

16、過R2和T放電，使vC下降。當vC下降到小于1/3VCC時，觸發(fā)器被置位，v0翻轉為高電平。</p><p><b>　　3.3計數(shù)器</b></p><p>　　由圖1的方框圖可以清楚的看到，顯示“時”、“分”、“秒”需要6片中規(guī)模計數(shù)器；其中“秒”、“分”各為60進制計數(shù)，“時”為24進制計數(shù)。在本設計中均用74LS90來實現(xiàn)：</p><p&

17、gt;　　3.3.1 六十進制計數(shù)器</p><p>　　“秒”計數(shù)器電路與“分”計數(shù)器電路都是六十進制，它由一級十進制計數(shù)器和一級六進制計數(shù)器連接構成，如圖5所示，是采用兩片中規(guī)模集成電路74LS90串接起來構成的“秒”，“分”計數(shù)器。</p><p>　　由圖6看出，當“時”個位U6計數(shù)器輸入端A（14腳）來到第10觸發(fā)信號時，U6計數(shù)器清零，進位端QD向U4“時”十位計數(shù)器輸入進位信

18、號，當?shù)?4個“時”（來自“分”計數(shù)器輸出的進位信號脈沖到達時U4計數(shù)器的狀態(tài)位“0100”，U6計數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時“時”個位計數(shù)器的QC,和“時”十位計數(shù)器的QB輸出都為“1”，相與后為“1”。把它們分別送入U4和U6計數(shù)器的清零端R01和R02，通過74LS90N內部的與非后清零，計數(shù)器復零，從而完成二十四進制計數(shù)。</p><p>　　3.3.2 二十進制計數(shù)器</p><

19、p>　　“時”計數(shù)為24進制的，在本設計中24進制的計數(shù)電路也是由兩個74LS90組成的二十四進制計數(shù)電路，如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　由圖6看出，當“時”個位U6計數(shù)器輸入端A（14腳）來到第10觸發(fā)信號時，U6計數(shù)器清零，進位端QD向U4“時”十位計數(shù)器輸入進位信號，當?shù)?4個“時”（來自“分”計數(shù)器輸出的進位

20、信號脈沖到達時U4計數(shù)器的狀態(tài)位“0100”，U6計數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時“時”個位計數(shù)器的QC,和“時”十位計數(shù)器的QB輸出都為“1”，相與后為“1”。把它們分別送入U4和U6計數(shù)器的清零端R01和R02，通過74LS90N內部的與非后清零，計數(shù)器復零，從而完成二十四進制計數(shù)。</p><p>　　3.3.4 74LS90的功能及引腳</p><p>　　74LS90計數(shù)器是一

21、種中規(guī)模二一五進制計數(shù)器，管腳引線如圖3.6-1.</p><p>　　74LS90邏輯電路圖如圖3.6-1所示，它由四個主從JK觸發(fā)器和一些附加門電路組成，整個電路可分兩部分，其中FA觸發(fā)器構成一位二進制計數(shù)器；FD、FC、FB構成異步五進制計數(shù)器，在74LS90計數(shù)器電路中，設有專用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。</p><p>　　3.3.5元器件清單</

22、p><p>　　1.555集成塊1片</p><p>　　2.74LS90集成塊3片</p><p>　　3.74LS92集成塊2片</p><p>　　4.74LS191集成塊1片</p><p>　　5.74LS74集成塊1片</p><p>　　6.74LS47集成塊4片</p>

23、<p>　　7. 2．2K電阻1個 5.1K電阻1個 滑動變阻器1個 10u,1u電容各一個</p><p><b>　　8.數(shù)字顯示器4個</b></p><p><b>　　3.3.6校時電路</b></p><p>　　數(shù)字鐘應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數(shù)

24、通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時接入其中。即為用COMS與或非門實現(xiàn)的時分校正電路，ln1端與低位的進位信號相連，ln2端與校正信號相連，校正信號可直接取自分頻器產生的1Hz或2Hz信號，輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。當開關打下時，因為校正信號和0相與的輸出為0，而開關的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)，當開關打向上時，情況正好與上述相反，校時電路處于校時狀態(tài)。</p>

25、;<p>　　當剛接通電源或計時出現(xiàn)誤時，都需要對時間進行校正。校正電路如下圖所示</p><p>　　第四節(jié) 電路的總體設計與調試</p><p>　　由第二節(jié)介紹的電路各個部分的子電路構成的各個部分的功能，再由第一節(jié)的數(shù)字時鐘的系統(tǒng)原理框圖，可以清楚的知道了總體的電路情況。下面圖8就時本設計的總體電路：</p><p>　　由圖8可以看出和清楚的整

26、個數(shù)字時鐘的總體工作原理和整個工作過程：</p><p>　　由555和RC構成的振蕩器產生的1000Hz的高頻信號經過由3片74LS90構成的1/1000分頻的分頻器后得到標準的秒脈沖信號，進入60進制的“秒”計時，“秒”的分位進入60進制的“分”計時，最后，由分的“時”進位進入24進制的“時”計時。</p><p>　　在電路中，還有由門電路和開關構成的校時電路對電路的“時”，“分”進

27、行校時，得到正確的時間。</p><p><b>　　結束語：</b></p><p>　　通過本次設計，使我對已學過的電路、數(shù)電等電子技術的知識有了更深一步的了解，鍛煉和培養(yǎng)了自己利用已學知識來分析和解決實際問題的能力。對自己以后的學習和工作有很大的幫助。</p><p>　　剛開始做這個設計的時候感覺自己什么都不知道怎么下手，腦子里比較浮躁

28、和零亂。但通過一段時間的努力，通過重溫數(shù)電等電子技術的書籍，還有通過查看相關的設計技術以及一些參考文獻，再加之在老師的指導和周圍同學的幫助下，使我對自己的本設計有了熟練的掌握。</p><p>　　在整個的設計過程中我充滿了激情和用心。記得在電子電工實習的時候，也是用滿腔的熱情來完成各項實習任務，并在每項實習項目中都達到了優(yōu)秀的成績。 所以，我相信自己的實際動手能力，并一向的加強自己在這方面的努力。在這次的電子技

29、術設計中亦是如此，用自己的雙手和滿腔的熱情來完成各個環(huán)節(jié)，不斷的在圖書管查看相關資料和期刊文獻，特別在Internt上也收收獲了很多新鮮的東西。這次設計更讓我熟悉了一些常用集成邏輯電路和其相應芯片的使用。</p><p>　　雖然，在本設計中所用的方案不是最好的，但我想其中的原理是最基本的；雖然其中可能出現(xiàn)的誤差會計較大些，但是是最經濟的和實用的，我想在下去的一段時間里，我會將其的實物在一個PLC板實現(xiàn)出來，當然

30、也有可能做成一個成型的數(shù)字時鐘哦.</p><p>　　最后，我要衷心的感謝老師給了我一次實踐的機會，讓我更加深刻地了解和認識到了自己的優(yōu)點和不足，通過這個課程設計我發(fā)現(xiàn)了我好多知識都不熟悉甚至有的東西我根本就不知道，這讓我感到了要學習的東西還有很多很多。因此使我更堅定了在以后的學習中要扎實好基礎，闊廣知識面。</p><p><b>　　參考文獻</b></p

31、><p>　　唐治德 數(shù)字電子技術基礎 北京：科學出版社 2012 </p><p>　?。?）閻石．數(shù)字電子技術基礎（第四版）. 北京：高等教育出版社,2005.</p><p>　　(3)黃智偉.電子電路計算機仿真設計與分析.北京：電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　?。?）呂思忠 施齊云.數(shù)字電路實驗與課程設計.哈爾濱:哈爾濱