課程設計---數字電子鐘設計報告

1、<p><b>　　數字電子鐘設計報告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．實驗目的………………………………………………………………………2</p><p>　　2．實驗題目描述和要求 …………………………………………………………2</p><p>

2、;　　3．設計報告內容…………………………………………………………………2</p><p>　　3.1實驗名稱………………………………………………………………………2</p><p>　　3.2實驗目的………………………………………………………………………2</p><p>　　3.3實驗器材及主要器件…………………………………………………………2</p>

3、;<p>　　3.4數字電子鐘基本原理…………………………………………………………3</p><p>　　3.5數字電子鐘單元電路設計、參數計算和器件選擇…………………………3-8</p><p>　　3.6數字電子鐘電路圖……………………………………………………………9</p><p>　　3.7數字電子鐘的組裝與調試…………………………………………

4、…………9</p><p>　　4．實驗結論………………………………………………………………………9</p><p>　　5．實驗心得………………………………………………………………………10</p><p>　　參考文獻 …………………………………………………………………………10</p><p><b>　　1．實驗目的<

5、/b></p><p>　　※掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數字邏輯電路系統的設計、安裝、測試方法；</p><p>　　※進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識分析和解決實際問題的能力；</p><p>　　※提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；</p><p>　　※培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。</p>&

6、lt;p>　　2．實驗題目描述和要求</p><p>　　（1）設計一個有“時”、“分”、“秒”（24小時59分59秒）顯示，且有校時功能的電子鐘；</p><p>　?。?）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實驗箱上進行組裝、調試；</p><p>　　（3）畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設計、實驗總結報告；</p><p>　?。?）選

7、做：整點報時。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出500Hz音頻信號，在59分59秒時輸出1000Hz信號，音頻持續(xù)1s，在1000Hz音頻結束時刻為整點。</p><p><b>　　3．設計報告內容</b></p><p><b>　　3.1實驗名稱</b></p><p><b>　　數字電子鐘<

8、;/b></p><p><b>　　3.2實驗目的</b></p><p>　　·掌握數字電子鐘的設計、組裝與調試方法；</p><p>　　·熟悉集成電路的使用方法。</p><p>　　3.3實驗器材及主要器件</p><p>　?。?）cc40192（ 6片）&l

9、t;/p><p>　?。?）cc4011（6片）</p><p>　?。?）74LS2O（2片）</p><p>　　（4）共陰七段顯示器（6片）</p><p>　?。?）電阻、電容、導線等（若干）</p><p>　　3.4數字電子鐘基本原理</p><p>　　數字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所

10、示。它由555集成芯片構成的振蕩電路、分頻器、計數器、顯示器和校時電路組成。555集成芯片構成的振蕩電路產生的信號經過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數器，計數結果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　3.5數字電子鐘單元電路設計、參數計算和器件選擇</p><p><

11、b>　?。ㄒ唬┯嫈灯?lt;/b></p><p>　　秒脈沖信號經過6級計數器，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時。“秒”“分”計數器為六十進制，小時為二十四進制。</p><p><b>　?。?）六十進制計數</b></p><p>　　由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到“秒”計數器進行累加計數

12、，秒計數器應完成一分鐘之內秒數目的累加，并達到60秒時產生一個進位信號，所以，選用兩片cc40192和一片cc4011組成六十進制計數器，來實現六十進制計數。其中，“秒”十位是六進制，“秒”個位是十進制。如圖3-4-3-1所示。</p><p>　　圖3-4-3-1所示（60進制計數構造）</p><p>　?。?）二十四進制計數</p><p>　　“12翻1”小

13、時計數器是按照“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”規(guī)律計數的，這與日常生活中的計時規(guī)律相同。在此實驗中，它是由兩片cc40192和一片cc4011構造成的同步二十四計數器，利用異步清零端實現起從23——00的翻轉，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時”十位是3進制，“時”個位是十進制。如圖3-4-3-2所示.</p><p>　　如圖3-4-3-2所示.</

14、p><p><b>　?。ǘ╋@示器</b></p><p>　　本系統用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對應的顯示器是共陰極顯示器。</p><p><b>　?。ㄈ┬r電路</b></p><p>　　當數字鐘走時出現誤差時，需要校

15、正時間。校時電路實現對“時”“分”“秒”的校準。在電路中設有正常計時和校對位置。本實驗實現“時”“分”的校對。對校時的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數；在分校正時不影響秒和小時的正常計數。需要注意的時，校時電路是由與非門構成的組合邏輯電路，開關S1或S2為“0”或“1”時，可能會產生抖動，為防止這一情況的發(fā)生我在原本接校時脈沖的端口接到了實驗裝置的“單次脈沖”端口，這樣既時限內了防抖動，又可以利用手動操作來完成校時。</

16、p><p><b>　　校時電路圖</b></p><p><b>　　（四）整點報時電路</b></p><p>　　數字鐘整點報時是最基本的功能之一。實驗要求的是在離整點差10秒時，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時間為一秒，共響5次，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點報時電路如圖6所示。</p>

17、;<p>　　整點報時電路主要由控制門電路和音響電路兩部分組成。</p><p>　　1、控制門電路部分：</p><p>　　由11個與非門組成。圖中與非門的輸入信號Q4、Q3、Q2、Q1、分別表示“分十位”、“分個位”、“秒十位”、“秒個位”的狀態(tài)，下標中的D、C、B、A分別表示組成計數器的四個觸發(fā)器的狀態(tài)。</p><p><b>　　

18、由上圖可以看出：</b></p><p>　　Y1=QC4*QA4*QD3*QA3</p><p>　　Y2=Y1*QC2*QA 2 </p><p>　　以上二式表示當分十位為5（即QC4QA4=101）、分個位為9（即QD3QA3=1001）、秒十位為5（即QC2QA2=101）時，即59分50秒時發(fā)出控制信號。</p><p&g

19、t;　　根據設計要求，數字鐘電路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒時各鳴叫一次。</p><p>　　當計數器達到59分50秒時，分、秒計數器的狀態(tài)為：</p><p>　　QD4QC4QB4QA4=0101（分十位）</p><p>　　QD3QC3QB3QA3=1001（分個位）</p><p>　　QD2QC2QB2QA2=01

20、01（秒十位）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0000（秒個位）</p><p>　　前四聲計數器狀態(tài)發(fā)生在59分51秒至59分58秒之間。因此，只有秒個位的狀態(tài)發(fā)生變化，而其他計數器的狀態(tài)無需變化，所以可保持不變。</p><p>　　此時 QC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不變，將它們相與即得Y2。</p><

21、p>　　而51秒、53秒、55秒、57，59秒時的秒計數器個位狀態(tài)分別為</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0001（51秒）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0011（53秒）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0101（55秒）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0111（57秒）&

22、lt;/p><p>　　并根據需要，前四聲為低，則接如500Hz的脈沖信號。</p><p>　　最后一聲的各計數器狀態(tài)分別如下：</p><p>　　QD4QC4QB4QA4=0000（分十位）</p><p>　　QD3QC3QB3QA3=0000（分個位）</p><p>　　QD2QC2QB2QA2=0000（秒十

23、位）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0000（秒個位）</p><p>　　即只須將分進位信號和1KHz的脈沖信號接入即可。如圖4-2-4所示</p><p>　　如圖4-2-4所示（圖中報警器用指示燈來表示）</p><p>　　3.6數字電子鐘電路圖</p><p>　　3.7數字電子鐘的組裝與調試

24、</p><p>　　由圖中所示的數字中系統組成框圖按照信號的流向分級安裝，逐級級聯。這里的每一級是指組成數字中的各個功能電路。</p><p>　　級聯時如果出現時序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容

25、相并聯。</p><p><b>　　4.實驗結論</b></p><p>　　通過運用數字集成電路設計的24小時制的數字電子時鐘，經過試驗，成功實現了一下基本功能：</p><p>　　能準確計時，以數字形式顯示時、分、秒的時間。</p><p>　　能實現整點報時的功能，并分別在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒

26、實現了“四短一長”的報時效果。</p><p>　　能定時控制，且能驚醒校正時間（通過開關調時、分）。</p><p><b>　　5 .實驗心得</b></p><p>　　通過這次數字電子鐘的課程設計，我們才把學到的東西與實踐相結合。從中對我們學的知識有了更進一步的理解，而且更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方

27、法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題。設計本身并不是有很重要的意義，而是同學們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現，各個芯片實現同一個功能的區(qū)別。</p><p>　　另外，我還漸漸熟悉了mutisi

28、m這個仿真軟件的各個功能，讓我體會到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對辦公軟件有了更進一步的了解和掌握。</p><p><b>　　六.參考文獻</b></p><p>　　[1]《單片機原理、接口技術與應用》楊學昭，王東云主編.西安電子科技大學出版社 .2009年2月</p><p>　　[2]《微型計算機原理與接口技術》 馮博

29、琴，吳寧編.清華大學出版社 .2007年8月</p><p>　　[3]《電子技術基礎》康光華等 編著. 高等教育出版社 .2005</p><p>　　[4]《基于AT89051單片機與DS18B20的溫度測量系統》藺鵬，柴世紅.甘肅科技. 2008年第9期</p><p>　　[6] 《基于 DS18B20 測溫系統的設計》顏麗娜，張鐵民.機械與電子.2