數(shù)電課程設(shè)計--- 多功能電子鐘設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　課題名稱 多功能電子鐘設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p>

2、;<p>　　課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　題 目： 多功能電子鐘設(shè)計</p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2010年10月25日</p><p>　　設(shè)計完成日期 2010年11月5日</p><p>　　1．1設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求</p><p>　　1．1．1設(shè)計內(nèi)容：&

3、lt;/p><p>　　1．設(shè)計并用制作電子鐘電路；</p><p>　　2．以數(shù)字形式顯示時，分，秒的功能，小時計時“24翻1”，</p><p>　　分，秒計時“60翻1”；</p><p>　　3．有校時，校分功能；</p><p><b>　　4．設(shè)計秒振蕩器；</b></p>

4、<p>　　5*.報時方式仿電臺整點報時，一長四短（選作）；</p><p>　　6.功能擴(kuò)展（自選）；</p><p>　　1．1．2設(shè)計要求：</p><p>　　1．整體設(shè)計給出框圖，提供總電路圖，要求設(shè)計思路清晰；</p><p>　　2．完成單元電路設(shè)計；</p><p>　　3．應(yīng)用EWB軟件仿真

5、；</p><p>　　4．安裝并調(diào)試電路；</p><p><b>　　5．寫出設(shè)計報告；</b></p><p><b>　　1．2主要設(shè)計條件</b></p><p><b>　　1．提供中規(guī)模芯片</b></p><p>　　2．提供電源和調(diào)試設(shè)

6、備；</p><p>　　3．EWB設(shè)計軟件；</p><p><b>　　1．3進(jìn)度安排</b></p><p>　　第一周 星期一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；</p><p>　　星期二：總體電路設(shè)計和分電路設(shè)計； </p><p>　　星期三：分電路設(shè)計與仿真；</p><

7、;p>　　星期四：總體電路電路仿真，修改方案，電路調(diào)試；</p><p>　　星期五：確定設(shè)計方案，安裝電路；</p><p>　　第二周 星期一、二：安裝、調(diào)試電路或驗收電路；</p><p>　　星期三：安裝、調(diào)試電路或驗收電路；</p><p>　　星期四、星期五：寫設(shè)計報告；</p><p>　　星期五

8、下午：答辯；整理實驗室；</p><p><b>　　1．4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）. 高等教育出版社.</p><p>　　2．郭照南.電子技術(shù)與EDA技術(shù)課程設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p

9、>　　1. 課程設(shè)計任務(wù)書.. ...................................................................................................1</p><p>　　1.1 設(shè)計類容和設(shè)計要求.................................................................

10、......................2</p><p>　　1.2設(shè)計條件...............................................................................................................2</p><p>　　1.3 進(jìn)度安排........................

11、......................................................................................3</p><p>　　1. 4 參考文獻(xiàn).....................................................................................................

12、.........3</p><p>　　2. 總體設(shè)計方案..........................................................................................................5</p><p>　　2.1 設(shè)計思路........................................

13、......................................................................5</p><p>　　2.2 總體設(shè)計方案....................................................................................................5</p><

14、;p>　　2.3 原理框圖.............................................................................................................5</p><p>　　3. 單元電路設(shè)計..............................................................

15、............................................6</p><p>　　3.1 秒脈沖電路.........................................................................................................6</p><p>　　3.2 計數(shù)電路......

16、........................................................................................................7</p><p>　　3.3校時電路.....................................................................................

17、.................... 10</p><p>　　3.4整點報時電路.................................................................................................11</p><p>　　4. 電路安裝與調(diào)試.................................

18、....................................................................13</p><p>　　4.1電路安裝............................................................................................................ 13</p>

19、;<p>　　4.1電路調(diào)試..............................................................................................................15</p><p>　　5. 心得體會.........................................................

20、...........................................................15</p><p>　　附錄1：完整的設(shè)計電路圖......................................................................................16</p><p>　　附錄2：元器件清單....

21、................................................................................................17</p><p><b>　　2.總體設(shè)計方案</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計思路：</b></p><p>

22、　　①根據(jù)課題中要求可設(shè)計四個加法計數(shù)器（60、60、7和24），設(shè)計相應(yīng)的計時顯示器電路。</p><p>　　②課題要求定時顯示電路的輸入信號為秒脈沖信號，設(shè)計一個可以實現(xiàn)秒脈沖輸出的時基電路。</p><p>　　③用門電路設(shè)計校時校分電路。</p><p>　　2.2總體設(shè)計方案：</p><p>　　設(shè)計方案概述：系統(tǒng)主要由控制器，

23、計數(shù)器，顯示器，信號燈和秒脈沖號發(fā)生器組成。其中星期、時、分、秒的聯(lián)系和顯示是重點</p><p><b>　　2.3 原理框圖</b></p><p><b>　　3.單元電路設(shè)計</b></p><p>　　3.1秒信號的發(fā)生電路</p><p>　　由前面介紹知道，秒信號發(fā)生電路由集成電路55

24、5定時器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。需要的芯片有集成電路555定時器，還有電阻和電容。下圖為其電路圖：</p><p>　　圖 3-1 秒信號發(fā)生電路</p><p>　　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47微法，C2為0.01微法，兩個電阻R1=R2=10K歐姆。此時在電路的輸出端就得到了一個周期性的矩

25、形波，其振蕩頻率為：</p><p>　　f=1.43/[(R1+2R2)C] (3-1)由公式（3-1）代入R1 ，R2和C的值得，f=1Hz。即其輸出頻率為1Hz的矩形波信號</p><p><b>　　3.2計數(shù)電路</b></p><p>　　時間計數(shù)電路由

26、秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器、時個位和時十位計數(shù)器以及星期計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進(jìn)制計數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計要求，時個位和時十位為24進(jìn)制計數(shù)器，星期為7進(jìn)制計數(shù)器。使用74LS160完成該部分的功能。74LS160的引腳圖如下：</p><p>　　74LS160功能表如下：</p><p>　　74LS160功能表功能表中可以知道，

27、當(dāng)清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復(fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS160輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS160還有一個進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2&#

28、183;Q3·CET。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS160可以組成10進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。</p><p><b>　　秒計數(shù)電路</b></p><p>　　由兩片十進(jìn)制計數(shù)器74160組成的六十進(jìn)制計數(shù)器，左右兩個七段顯示數(shù)碼管分別顯示秒的十位、個位，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如下圖所示為60進(jìn)制，非門出去是由秒到分進(jìn)位信

29、號，其脈沖是由秒信號發(fā)生器提供的。當(dāng)達(dá)到59秒后下一秒清零，清零信號由秒進(jìn)分的進(jìn)位信號提供。</p><p><b>　　分計數(shù)電路</b></p><p>　　分和秒的原理和電路圖是一樣的，只不過進(jìn)位是由分到時。其脈沖是從校分的電路來的而已。其原理電路如下圖所示</p><p><b>　　時計數(shù)電路</b></p

30、><p>　　由兩片十進(jìn)制計數(shù)器74160組成的24進(jìn)制計數(shù)器，左右兩個七段顯示數(shù)碼管分別顯示時的十位、個位，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如圖所示為24進(jìn)制，非門出去是由時到星期進(jìn)位信號，其脈沖是由分的進(jìn)位信號提供的。當(dāng)達(dá)到23時后下一時清零，清零信號由時進(jìn)星期的進(jìn)位信號提供。</p><p><b>　　星期計數(shù)電路</b></p><p>

31、;　　由一片十進(jìn)制計數(shù)器74160組成的7進(jìn)制計數(shù)器，由七段顯示數(shù)碼管顯示星期，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如圖所示為7進(jìn)制，其脈沖是由時的進(jìn)位信號提供的。當(dāng)達(dá)到7天后下一脈沖置1。74LS10為3輸入與非門，其引腳圖如下</p><p><b>　　3．3校時電路：</b></p><p><b>　?、俜中r電路</b></p&g

32、t;<p>　　當(dāng)接通電源或計時出現(xiàn)誤差時，需要對時間進(jìn)行校正，如圖所示電路。當(dāng)不校正開關(guān)是向上閉合的，當(dāng)校正時位時，拉下開關(guān)，然后手動脈沖信號來校正，每按一下要校正的就增加1，當(dāng)達(dá)到想要的時就把開關(guān)合上，即可完成時間的校正。其電路原理圖如下：</p><p><b>　　②時校時電路</b></p><p>　　原理圖和校分一樣的。其原理圖如下：<

33、;/p><p><b>　?、坌瞧谛r電路</b></p><p>　　原理與上同。其原理圖如下：</p><p><b>　　校時電路</b></p><p><b>　　3.4整點報時電路</b></p><p>　　整點報時信號是從時、分、秒計數(shù)電路中

34、取出頻率信號即當(dāng)分為59，秒的十位為5的時候，每2秒出現(xiàn)一次紅燈，一共五次</p><p><b>　　整點報時電路</b></p><p>　　4．電路的安裝和調(diào)試</p><p><b>　　4．1電路的安裝</b></p><p>　　1.檢查芯片和線的完好；</p><p

35、>　　2．安裝秒信號發(fā)生器；</p><p>　　3．安裝秒、分、時、星期等計數(shù)器；</p><p><b>　　4．安裝數(shù)碼管；</b></p><p><b>　　5．安裝校時電路；</b></p><p>　　6．安裝整點報時電路；</p><p>　　安裝完成的

36、電路圖如下：</p><p><b>　　4．2電路的調(diào)試</b></p><p>　　先調(diào)試秒信號發(fā)生器十分產(chǎn)生秒信號，接著調(diào)試60、60、24、7進(jìn)制計數(shù)器，再將各計數(shù)器的進(jìn)位輸出作為上一級的輸入脈沖，調(diào)試其按原理工作，接著調(diào)試校時電路，觀察當(dāng)校時時低位是否影響高位，最后檢查整點報時電路，觀察是否在整點報時。</p><p><b&g

37、t;　　5．心得體會</b></p><p>　　通過這次數(shù)字電路課程設(shè)計我得到了很多收獲和體會，它讓我明白什么叫磨刀不誤砍柴功，做實驗前一定要先檢查儀器，線，芯片的好壞。在設(shè)計過程才知道自己的數(shù)電很一般，特別是我發(fā)現(xiàn)我對EWB軟件的掌握還不好。 這次課程設(shè)計我了解了不少器件的功能的應(yīng)用，也加深了對數(shù)字電路認(rèn)識和理解</p><p>　　在接線安裝的時候，我學(xué)會了要細(xì)心，要有

38、恒心。還有對芯片的使用我們要熟悉芯片的功能及各引腳的作用。</p><p>　　電路的調(diào)試提高了我們解決問題的能力，學(xué)會了在設(shè)計中獨立解決問題，也包括怎樣去查找問題。</p><p>　　最后我要感謝xx老師在這次課程設(shè)計中對我們的指導(dǎo)和幫助，也要感謝同學(xué)們的幫助</p><p><b>　　附錄1</b></p><p&g