數(shù)電數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　數(shù)字電子技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　姓名: </b></p><p><b>　　班級(jí)： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b

2、></p><p>　　數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　簡述</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時(shí)、日的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。</

3、p><p>　　數(shù)字電子鐘的電路組成方框圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 數(shù)字電子鐘框圖</p><p>　　由圖1.1可見，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時(shí)電路；六十進(jìn)制秒、分計(jì)數(shù)器，二十四進(jìn)制（或十二進(jìn)制）計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器；秒、分、時(shí)的譯碼顯示部分等。</p><p><b>　

4、　二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</b></p><p>　　用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分、秒的數(shù)字電子鐘，要求如下：</p><p>　　由晶振電路產(chǎn)生1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。</p><p>　　秒、分為00～59六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　3. 時(shí)為00～23二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>

5、;　　4. 周顯示從1～日為七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　5. 可手動(dòng)校時(shí)：能分別進(jìn)行秒、分、時(shí)、日的校時(shí)。只要將開關(guān)置于手動(dòng)位置，可分別對(duì)秒、分、時(shí)、日進(jìn)行手動(dòng)脈沖輸入調(diào)整或連續(xù)脈沖輸入的校正。</p><p>　　6. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)前嗚叫五次低音（500Hz），整點(diǎn)時(shí)再嗚叫一次高音（1000Hz）。</p><p><b>

6、;　　三、可選用器材</b></p><p><b>　　1. 通用實(shí)驗(yàn)底板</b></p><p><b>　　2. 直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　3. 集成電路：CD4060、74LS74、74LS161、74LS248及門電路</p><p>　　4. 晶振：32768

7、 Hz</p><p>　　5. 電容：100μF/16V、22pF、3～22pF之間</p><p>　　6. 電阻：200Ω、10KΩ、22MΩ</p><p>　　7. 電位器：2.2KΩ或4.7KΩ</p><p>　　8. 數(shù)顯：共陰顯示器LC5011-11</p><p>　　9. 開關(guān)：單次按鍵</

8、p><p>　　10. 三極管：8050</p><p>　　11. 喇叭：1 W /4，8Ω</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)方案提示</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，對(duì)照數(shù)字電子鐘的框圖，可以分以下幾部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　秒脈沖發(fā)生器<

9、;/b></p><p>　　脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖1.2所示。</p><p>　　圖1.2 秒脈沖發(fā)生器</p><p><b>　　計(jì)數(shù)譯碼顯示</b>

10、;</p><p>　　秒、分、時(shí)、日分別為60、60、24、7進(jìn)制計(jì)數(shù)器、秒、分均為60進(jìn)制，即顯示00～59，它們的個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。時(shí)為二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，顯示為00～23，個(gè)位仍為十進(jìn)制，而十位為三進(jìn)制，但當(dāng)十進(jìn)位計(jì)到2，而個(gè)位計(jì)到4時(shí)清零，就為二十四進(jìn)制了。</p><p>　　周為七進(jìn)制數(shù)，按人們一般的概念一周的顯示日期“日、1、2、3、4、5、6”，所以我們?cè)O(shè)計(jì)這個(gè)七

11、進(jìn)制計(jì)數(shù)器，應(yīng)根據(jù)譯碼顯示器的狀態(tài)表來進(jìn)行，如表1.1所示。</p><p>　　按表1.1狀態(tài)表不難設(shè)計(jì)出“日”計(jì)數(shù)器的電路（日用數(shù)字8代替）。</p><p>　　所有計(jì)數(shù)器的譯碼顯示均采用BCD—七段譯碼器，顯示器采用共陰或共陽的顯示器。</p><p><b>　　表1.1 狀態(tài)表</b></p><p><

12、;b>　　校時(shí)電路</b></p><p>　　在剛剛開機(jī)接通電源時(shí)，由于日、時(shí)、分、秒為任意值，所以，需要進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　置開關(guān)在手動(dòng)位置，分別對(duì)時(shí)、分、秒、日進(jìn)行單獨(dú)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖或連續(xù)脈沖輸入。</p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)計(jì)

13、數(shù)器在每次計(jì)到整點(diǎn)前六秒時(shí)，需要報(bào)時(shí)，這可用譯碼電路來解決。即</p><p>　　當(dāng)分為59時(shí)，則秒在計(jì)數(shù)計(jì)到54時(shí)，輸出一延時(shí)高電平去打開低音與門，使報(bào)時(shí)聲按500Hz頻率嗚叫5聲，直至秒計(jì)數(shù)器計(jì)到58時(shí)，結(jié)束這高電平脈沖；當(dāng)秒計(jì)數(shù)到59時(shí)，則去驅(qū)動(dòng)高音1KHz頻率輸出而鳴叫1聲。</p><p><b>　　五、參考電路</b></p><p

14、>　　數(shù)字電子鐘邏輯電路參考圖如圖1.3所示。</p><p>　　圖1.3 數(shù)字電子鐘邏輯電路參考圖</p><p>　　六、參考電路簡要說明</p><p><b>　　1. 秒脈沖電路</b></p><p>　　由晶振32768Hz經(jīng)14分頻器分頻為2Hz，再經(jīng)一次分頻，即得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，供時(shí)鐘計(jì)數(shù)器用

15、。</p><p>　　2. 單次脈沖、連續(xù)脈沖</p><p>　　這主要是供手動(dòng)校時(shí)用。若開關(guān)K1打在單次端，要調(diào)整日、時(shí)、分、秒即可按單次脈沖進(jìn)行校正。如K1在單次，K2在手動(dòng)，則此時(shí)按動(dòng)單次脈沖鍵，使周計(jì)數(shù)器從星期1到星期日計(jì)數(shù)。若開關(guān)K1處于連續(xù)端，則校正時(shí)，不需要按動(dòng)單次脈沖，即可進(jìn)行校正。單次、連續(xù)脈沖均由門電路構(gòu)成。</p><p>　　3. 秒、分

16、、時(shí)、日計(jì)數(shù)器</p><p>　　這一部分電路均使用中規(guī)模集成電路74LS161實(shí)現(xiàn)秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，其中秒、分為六十進(jìn)制，時(shí)為二十四進(jìn)制。從圖3中可以發(fā)現(xiàn)秒、分兩組計(jì)數(shù)器完全相同。當(dāng)計(jì)數(shù)到59時(shí)，再來一個(gè)脈沖變成00，然后再重新開始計(jì)數(shù)。圖中利用“異步清零”反饋到/CR端，而實(shí)現(xiàn)個(gè)位十進(jìn)制，十位六進(jìn)制的功能。</p><p>　　時(shí)計(jì)數(shù)器為二十四進(jìn)制，當(dāng)開始計(jì)數(shù)時(shí)，個(gè)位按十進(jìn)制計(jì)數(shù)，當(dāng)

17、計(jì)到23時(shí)，這時(shí)再來一個(gè)脈沖，應(yīng)該回到“零”。所以，這里必須使個(gè)位既能完成十進(jìn)制計(jì)數(shù)，又能在高低位滿足“23”這一數(shù)字后，時(shí)計(jì)數(shù)器清零，圖中采用了十位的“2”和個(gè)位的“4”相與非后再清零。</p><p>　　對(duì)于日計(jì)數(shù)器電路，它是由四個(gè)D觸發(fā)器組成的（也可以用JK觸發(fā)器），其邏輯功能滿足了表1，即當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到6后，再來一個(gè)脈沖，用7的瞬態(tài)將Q4、Q3、Q2、Q1置數(shù)，即為“1000”，從而顯示“日”（8）。&l

18、t;/p><p><b>　　4．譯碼、顯示</b></p><p>　　譯碼、顯示很簡單，采用共陰極LED數(shù)碼管LC5011-11和譯碼器74LS248，當(dāng)然也可用共陽數(shù)碼管和譯碼器。</p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)</b></p><p>　　當(dāng)計(jì)數(shù)到整點(diǎn)的前6秒鐘，此時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)備報(bào)時(shí)。圖3中，

19、當(dāng)分計(jì)到59分時(shí)，</p><p>　　將分觸發(fā)器QH置1，而等到秒計(jì)數(shù)到54秒時(shí)，將秒觸發(fā)器QL置1，然后通過QL與QH相與后再和1s標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)相與而去控制低音喇叭嗚叫，直至59秒時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使QL清0，停止低音嗚叫，同時(shí)59秒信號(hào)的反相又和QH相與后去控制高音喇叭嗚叫。當(dāng)計(jì)到分、秒從59：59—00：00時(shí)，嗚叫結(jié)束，完成整點(diǎn)報(bào)時(shí)。</p><p><b>　　嗚叫

20、電路</b></p><p>　　嗚叫電路由高、低兩種頻率通過或門去驅(qū)動(dòng)一個(gè)三極管，帶動(dòng)喇叭嗚叫。1KHz</p><p>　　和500Hz從晶振分頻器近似獲得。如圖中CD4060分頻器的輸出端Q5和Q6。Q5輸出頻率為1024Hz，Q6輸出頻率為512Hz。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：</b></p>

21、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)：</b></p><p>　　在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄。加強(qiáng)了動(dòng)手能力，更深入的了解了所學(xué)知識(shí)的用途。在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知