課程設(shè)計(jì)---數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p>　　2．實(shí)驗(yàn)題目描述和要求 …………………………………………………………2</p><p>

2、;　　3．設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容…………………………………………………………………2</p><p>　　3.1實(shí)驗(yàn)名稱………………………………………………………………………2</p><p>　　3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p>　　3.3實(shí)驗(yàn)器材及主要器件…………………………………………………………2</p>

3、;<p>　　3.4數(shù)字電子鐘基本原理…………………………………………………………3</p><p>　　3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇…………………………3-8</p><p>　　3.6數(shù)字電子鐘電路圖……………………………………………………………9</p><p>　　3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試…………………………………………

4、…………9</p><p>　　4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論………………………………………………………………………9</p><p>　　5．實(shí)驗(yàn)心得………………………………………………………………………10</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………10</p><p><b>　　1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;

5、/b></p><p>　　※掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法；</p><p>　　※進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。</p>&

6、lt;p>　　2．實(shí)驗(yàn)題目描述和要求</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（24小時(shí)59分59秒）顯示，且有校時(shí)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(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝、調(diào)試；</p><p>　　（3）畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告；</p><p>　　（4）選

7、做：整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出500Hz音頻信號(hào)，在59分59秒時(shí)輸出1000Hz信號(hào)，音頻持續(xù)1s，在1000Hz音頻結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</b></p><p><b>　　3.1實(shí)驗(yàn)名稱</b></p><p><b>　　數(shù)字電子鐘<

8、;/b></p><p><b>　　3.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　·掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法；</p><p>　　·熟悉集成電路的使用方法。</p><p>　　3.3實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線等（若干）</p><p>　　3.4數(shù)字電子鐘基本原理</p><p>　　數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所

10、示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇</p><p><

11、b>　?。ㄒ唬┯?jì)數(shù)器</b></p><p>　　秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位、“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為六十進(jìn)制，小時(shí)為二十四進(jìn)制。</p><p><b>　?。?）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)</b></p><p>　　由分頻器來(lái)的秒脈沖信號(hào)，首先送到“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)

12、，秒計(jì)數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，所以，選用兩片cc40192和一片cc4011組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-4-3-1所示。</p><p>　　圖3-4-3-1所示（60進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）</p><p>　　（2）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)</p><p>　　“12翻1”小

13、時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”規(guī)律計(jì)數(shù)的，這與日常生活中的計(jì)時(shí)規(guī)律相同。在此實(shí)驗(yàn)中，它是由兩片cc40192和一片cc4011構(gòu)造成的同步二十四計(jì)數(shù)器，利用異步清零端實(shí)現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過(guò)渡狀態(tài)不顯示。其中，“時(shí)”十位是3進(jìn)制，“時(shí)”個(gè)位是十進(jìn)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(tǒng)用七段發(fā)光二極管來(lái)顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽(yáng)極顯示器或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對(duì)應(yīng)的顯示器是共陰極顯示器。</p><p><b>　?。ㄈ┬r(shí)電路</b></p><p>　　當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校

15、正時(shí)間。校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”“分”“秒”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計(jì)時(shí)和校對(duì)位置。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“時(shí)”“分”的校對(duì)。對(duì)校時(shí)的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。需要注意的時(shí)，校時(shí)電路是由與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，開關(guān)S1或S2為“0”或“1”時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，為防止這一情況的發(fā)生我在原本接校時(shí)脈沖的端口接到了實(shí)驗(yàn)裝置的“單次脈沖”端口，這樣既時(shí)限內(nèi)了防抖動(dòng)，又可以利用手動(dòng)操作來(lái)完成校時(shí)。</

16、p><p><b>　　校時(shí)電路圖</b></p><p><b>　?。ㄋ模┱c(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　數(shù)字鐘整點(diǎn)報(bào)時(shí)是最基本的功能之一。實(shí)驗(yàn)要求的是在離整點(diǎn)差10秒時(shí)，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時(shí)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(diǎn)報(bào)時(shí)電路如圖6所示。</p>

17、;<p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)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(gè)與非門組成。圖中與非門的輸入信號(hào)Q4、Q3、Q2、Q1、分別表示“分十位”、“分個(gè)位”、“秒十位”、“秒個(gè)位”的狀態(tài)，下標(biāo)中的D、C、B、A分別表示組成計(jì)數(shù)器的四個(gè)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(dāng)分十位為5（即QC4QA4=101）、分個(gè)位為9（即QD3QA3=1001）、秒十位為5（即QC2QA2=101）時(shí)，即59分50秒時(shí)發(fā)出控制信號(hào)。</p><p&g

19、t;　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，數(shù)字鐘電路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒時(shí)各鳴叫一次。</p><p>　　當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到59分50秒時(shí)，分、秒計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：</p><p>　　QD4QC4QB4QA4=0101（分十位）</p><p>　　QD3QC3QB3QA3=1001（分個(gè)位）</p><p>　　QD2QC2QB2QA2=01

20、01（秒十位）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0000（秒個(gè)位）</p><p>　　前四聲計(jì)數(shù)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(gè)位的狀態(tài)發(fā)生變化，而其他計(jì)數(shù)器的狀態(tài)無(wú)需變化，所以可保持不變。</p><p>　　此時(shí) 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(shí)的秒計(jì)數(shù)器個(gè)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(jù)需要，前四聲為低，則接如500Hz的脈沖信號(hào)。</p><p>　　最后一聲的各計(jì)數(shù)器狀態(tài)分別如下：</p><p>　　QD4QC4QB4QA4=0000（分十位）</p><p>　　QD3QC3QB3QA3=0000（分個(gè)位）</p><p>　　QD2QC2QB2QA2=0000（秒十

23、位）</p><p>　　QD1QC1QB1QA1=0000（秒個(gè)位）</p><p>　　即只須將分進(jìn)位信號(hào)和1KHz的脈沖信號(hào)接入即可。如圖4-2-4所示</p><p>　　如圖4-2-4所示（圖中報(bào)警器用指示燈來(lái)表示）</p><p>　　3.6數(shù)字電子鐘電路圖</p><p>　　3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試

24、</p><p>　　由圖中所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號(hào)的流向分級(jí)安裝，逐級(jí)級(jí)聯(lián)。這里的每一級(jí)是指組成數(shù)字中的各個(gè)功能電路。</p><p>　　級(jí)聯(lián)時(shí)如果出現(xiàn)時(shí)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(jí)邏輯門來(lái)延時(shí)。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(lián)。</p><p><b>　　4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)運(yùn)用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的24小時(shí)制的數(shù)字電子時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了一下基本功能：</p><p>　　能準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。</p><p>　　能實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，并分別在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒

26、實(shí)現(xiàn)了“四短一長(zhǎng)”的報(bào)時(shí)效果。</p><p>　　能定時(shí)控制，且能驚醒校正時(shí)間（通過(guò)開關(guān)調(diào)時(shí)、分）。</p><p><b>　　5 .實(shí)驗(yàn)心得</b></p><p>　　通過(guò)這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)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(dú)立思考問(wèn)題的能力和通過(guò)查看相關(guān)資料來(lái)解決問(wèn)題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，但通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對(duì)待問(wèn)題時(shí)的態(tài)度和處理事情的能力。各個(gè)芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時(shí)應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個(gè)電路可以用那些芯片實(shí)現(xiàn)，各個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能的區(qū)別。</p><p>　　另外，我還漸漸熟悉了mutisi

28、m這個(gè)仿真軟件的各個(gè)功能，讓我體會(huì)到了期中的樂(lè)趣，還在電腦制作文檔的過(guò)程中，使我對(duì)辦公軟件有了更進(jìn)一步的了解和掌握。</p><p><b>　　六.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《單片機(jī)原理、接口技術(shù)與應(yīng)用》楊學(xué)昭，王東云主編.西安電子科技大學(xué)出版社 .2009年2月</p><p>　　[2]《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》 馮博

29、琴，吳寧編.清華大學(xué)出版社 .2007年8月</p><p>　　[3]《電子技術(shù)基礎(chǔ)》康光華等 編著. 高等教育出版社 .2005</p><p>　　[4]《基于AT89051單片機(jī)與DS18B20的溫度測(cè)量系統(tǒng)》藺鵬，柴世紅.甘肅科技. 2008年第9期</p><p>　　[6] 《基于 DS18B20 測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》顏麗娜，張鐵民.機(jī)械與電子.2