數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì) (3)

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 數(shù)字時(shí)鐘電路 </p><p>　　課 程： 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　

2、班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p

3、><p>　　完成日期： 2011.6.16 </p><p><b>　　總 目 錄</b></p><p>　　第一部分：任務(wù)書 </p><p>　　第二部分：課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　第三部分：設(shè)計(jì)圖紙</b>&

4、lt;/p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　書</b></p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的&l

5、t;/b></p><p>　　本課程是在學(xué)完《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》之后，集中一周時(shí)間，進(jìn)行的復(fù)雜程度較高、綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題的實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的： </p><p>　　使學(xué)生進(jìn)一步掌握數(shù)字電子技術(shù)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題、解決問題的能力； </p><p>　　使學(xué)生基本掌握常用電子電路的

6、一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?</p><p>　　熟悉并學(xué)會選用電子元器件，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮實(shí)用、經(jīng)濟(jì)并滿足性能指標(biāo)要求；</p><p>　　必須獨(dú)立完成設(shè)計(jì)課題； </p>

7、;<p><b>　　合理選用元器件； </b></p><p>　　按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)并提交設(shè)計(jì)報(bào)告。 </p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容</b></p><p><b>　　數(shù)字時(shí)鐘電路</b></p><p>　?。?）、具有“時(shí)”“分”的數(shù)字顯

8、示時(shí)鐘；</p><p>　?。?）、“秒”不作數(shù)字顯示，只使“時(shí)”和“分”之間“：”間隔閃亮；</p><p>　?。?）、具有校分和校時(shí)功能；</p><p>　　（4）、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（59分50秒開始間歇報(bào)時(shí)）。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用中

9、小型規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)出所要求的電路；</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)箱上安裝、調(diào)試出所設(shè)計(jì)的電路。</p><p>　　在EDA編程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成硬件系統(tǒng)的功能仿真。</p><p>　　寫出設(shè)計(jì)、調(diào)試、總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　五、使用儀器設(shè)備</b></p><p>　　穩(wěn)壓電源(&

10、#177;5V，±15V)；</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)電路箱；</b></p><p><b>　　低頻信號發(fā)生器；</b></p><p><b>　　示波器</b></p><p>　　PC機(jī)（裝有MAX+PLUSII軟件）；</p><

11、;p>　　GW48 EDA編程系統(tǒng)等。</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”教材；</p><p>　　2、有關(guān)“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”；</p><p>　　3、“集成電路特性應(yīng)用手冊”；</p><p>&

12、lt;b>　　4、其他。</b></p><p><b>　　第 二 部 分</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p

13、><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求…………….………………………………..….………….（

14、9）</p><p>　　1）設(shè)計(jì)任務(wù)及要求……………. ………………….…………………….………….（9）</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案……………………………………….…….…….……（10）</p><p>　　1）總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………..………………….…….（10）</p><p>　　2）方案特點(diǎn)

15、…………………………………………………..…….……………….（10）</p><p>　　3 控制電路設(shè)計(jì)………………….………...…………………….…………...(11）</p><p>　　1）控制電路工作原理………………………………………………………………. ….(11)</p><p>　　2）控制電路設(shè)計(jì)原理……………………………….…………………..

16、 ………..（11）</p><p>　　3）控制電路圖………………………..………..………………..………………….（11）</p><p>　　4 “分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)…………….………………………….（12）</p><p>　　1）“分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路工作原理…………………………………………...(12）</p><p>

17、;　　2 )“分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)作原理………………………………………..(12）</p><p>　?。胺置搿绷M(jìn)制計(jì)數(shù)電路………………………..………..…………..………...(13）</p><p>　　5 “時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)…………………...…………………...（14）</p><p>　　1) “時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路工作原理………

18、………………………………....（14）</p><p>　　2）“時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)原理………………………………………..（14）</p><p>　　3) “時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路…….…………..………..………………………....(15）</p><p>　　6 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)…………………...…………………….…………….（16）</p&

19、gt;<p>　　1）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理………….…………………………………………...（16）</p><p>　　2）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)原理……………………………………..………..……….（16）</p><p>　　3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路……………………….………………………………………（17）</p><p>　　7 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)…………………

20、…………………….………………（18）</p><p>　　1) 系統(tǒng)總體電路說明………….……………………….…………………………（18）</p><p>　　2) 系統(tǒng)總體電路….………………………………..………..…………….…….….（19）</p><p>　　8 改進(jìn)意見及收獲體會……………………………………….…………….（20）</p>

21、<p>　　9 器件明細(xì)清單…………………………………………...………………...（21） </p><p>　　10參考文獻(xiàn)…………………………………….…………………………….（21）</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：</p><p>　　

22、設(shè)計(jì)的電子鐘所具有的技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　?。?）、具有“時(shí)”“分”的數(shù)字顯示時(shí)鐘；</p><p>　　（2）、“秒”不作數(shù)字顯示，只使“時(shí)”和“分”之間“：”間隔閃亮；</p><p>　?。?）、具有校分和校時(shí)功能；</p><p>　?。?）、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（59分50秒開始間歇報(bào)時(shí)）。</p><p&g

23、t;<b>　　2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘的總體框圖如下圖所示，它由顯示、譯碼、計(jì)數(shù)電路、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路五部分組成。顯示、譯碼、計(jì)數(shù)電路是完成電子鐘的基本鐘表顯示，進(jìn)位功能。脈沖電路是產(chǎn)生1Hz的秒脈沖。整點(diǎn)報(bào)時(shí)和手動校正也是電子表的基本功能。<

24、/p><p><b>　　2.2方案特點(diǎn)</b></p><p>　　電路主要實(shí)現(xiàn)3個(gè)功能：計(jì)數(shù)功能，時(shí)、分由四個(gè)七段數(shù)碼管顯示，秒由發(fā)光二極管顯示，秒、分均為六十進(jìn)制，時(shí)為二十四進(jìn)制；整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，59分50秒后，每個(gè)奇數(shù)秒發(fā)光二極管都會亮，顯示整點(diǎn)報(bào)時(shí)；同時(shí)有校時(shí)校分功能。</p><p><b>　　3控制電路設(shè)計(jì)</b>

25、;</p><p>　　3.1控制電路工作原理</p><p>　　當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。</p><p>　　3.2控制電路設(shè)計(jì)原理</p><p>&

26、lt;b>　　3.3控制電路</b></p><p>　　4 “分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1“分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路工作原理</p><p>　　為了接成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，首先將兩片74LS160接成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后將電路的59狀態(tài)譯碼產(chǎn)生LD’=0的信號，同時(shí)加到兩片74LS160上，在下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（第60個(gè)輸入脈沖）

27、到達(dá)時(shí)，將0000同時(shí)置入兩片74LS160中，從而得到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)位信號可由與非門輸出端直接引出。就可接成“分秒”電路</p><p>　　4.2“分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)原理</p><p>　　4.3“分秒”六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路</p><p>　　5 “時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1“時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路

28、工作原理</p><p>　　為了接成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器,首先將兩片74LS160接成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。然后將電路的23狀態(tài)譯碼產(chǎn)生LD’=0信號，同時(shí)加到兩片74LS160上，在下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（第24個(gè)輸入脈沖）到達(dá)時(shí)，將0000同時(shí)置入兩片74LS160中，從而得到二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)位信號可以直接由與非門的輸出端引出。</p><p>　　5.2“時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)原理</p&

29、gt;<p>　　5.3“時(shí)”二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路</p><p>　　6 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理</p><p>　　與門1取出59分信號，計(jì)數(shù)到59分時(shí)輸出高電平，與門2取出51~59秒信號，奇數(shù)秒時(shí)輸出高電平，偶數(shù)秒時(shí)輸出低電平，與非門3在59分50奇數(shù)秒時(shí)輸出低電平，送至74153數(shù)據(jù)選擇器的A1，1KH

30、Z信號送至數(shù)選器的D1，經(jīng)兩個(gè)D觸發(fā)器分頻后得到250HZ的信號送至數(shù)選器的D0，與門4到59秒時(shí)輸出高電平送至數(shù)選器的A0，在指定的時(shí)間可以使發(fā)光二極管亮，從而得到閃爍。 </p><p>　　6.2 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)原理</p><p><b>　　6.3整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p><b>　　7系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)<

31、/b></p><p>　　7.1 系統(tǒng)總體電路說明</p><p>　　(1)秒計(jì)數(shù)器到六十進(jìn)一位，進(jìn)位接在分的時(shí)鐘端，分就計(jì)一次數(shù)；分也如此；時(shí)計(jì)數(shù)器從0到23循環(huán)技數(shù)。</p><p>　　(2)秒不顯示輸出數(shù)字，而是將秒接到發(fā)光二極管上，每秒閃爍一次。</p><p>　　(3)當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對時(shí)間進(jìn)行校正

32、，要先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工觸發(fā)計(jì)數(shù)或頻率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常的計(jì)數(shù)狀態(tài)即可。</p><p>　　(5)校時(shí)校分狀態(tài)時(shí)，閃爍電路工作，相應(yīng)的顯示數(shù)碼管根據(jù)秒脈沖閃爍。</p><p>　　(6)當(dāng)達(dá)到59分時(shí)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作，到50秒開始間歇二極管亮來報(bào)時(shí)。</p><p>　　(7)軟件模擬運(yùn)行正常后，

33、然后搭硬件電路，進(jìn)行測試。</p><p><b>　　7.2系統(tǒng)總體電路</b></p><p>　　8改進(jìn)意見及收獲體會</p><p>　　在為期一周的課程設(shè)計(jì)中，雖然時(shí)間很短，但覺得自己收獲很多。一開始的時(shí)候，我們經(jīng)過老師的講解和借閱資料的參考決定將整個(gè)電路分為三個(gè)大的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：“時(shí)”“分”“秒”的計(jì)數(shù)電路，整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路和校時(shí)校分控

34、制電路。</p><p>　　首先進(jìn)行計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)，由于開始對課程設(shè)計(jì)沒有明確的思路，在剛開始進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)比較沒有頭緒，沒有進(jìn)行電腦軟件模擬仿真就直接硬件連線了，雖然花費(fèi)了一個(gè)晚上把“時(shí)分秒”電路搭建了起來，但是去實(shí)驗(yàn)室測試，數(shù)碼管只是顯示“0”。后來在同學(xué)的幫助我指導(dǎo)之下，我們改變策略，現(xiàn)在電腦上進(jìn)行multisim的軟件仿真，仿真成功后再硬件連線，很快就“時(shí)分秒”的電路搭建好 ，而且數(shù)碼管可以正常的顯示與

35、進(jìn)位。</p><p>　　有了經(jīng)驗(yàn)之后，我們進(jìn)行了整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的設(shè)計(jì)，軟件搭建很簡單，但是硬件連接讓我們糾結(jié)了很久，拆了2次線重新連。明明覺得線路是對的，軟件仿真也已經(jīng)成功了，可是報(bào)時(shí)的二極管一直都是亮的。第三次連線時(shí)，我們加強(qiáng)注意力，每根線都與管腳圖仔細(xì)對照，終于找出錯(cuò)誤所在，是第二片7474的2管腳和5管腳接反了，所以每一個(gè)步驟都是關(guān)鍵，每一個(gè)步驟我們都應(yīng)該認(rèn)真對待。改正之后，電路就可以在59分50秒之后隔

36、一分亮一次了。</p><p>　　經(jīng)過兩天多的思維訓(xùn)練，最后一天明顯有了很多對課程設(shè)計(jì)的想法與感覺，做起東西來順手多了，控制電路也就迎刃而解了。但是，由于開始考慮不周全，器件排放不整齊，導(dǎo)致最后面包板不夠用，又用的實(shí)驗(yàn)箱上的，而且線路非常亂。這也是當(dāng)我們結(jié)果錯(cuò)誤后必須拆線重新連的原因，檢查根本無從下手。</p><p>　　經(jīng)過四天的努力，整電子時(shí)鐘電路終于搭建了起來，看著它正常的運(yùn)行，

37、突然覺得很有成就感，在老師檢查之后還是不舍得拆掉。在這四天的數(shù)電課程設(shè)計(jì)中，盡管過程中碰到很多困難，但我們還是努力的自己解決了，并不太依靠老師或者其他同學(xué)，從完全沒有思緒到有大概的框架再到最后整體電路的設(shè)計(jì)完成，那一點(diǎn)一滴的進(jìn)步與成長只有我們自己才知道！通過這次的課程設(shè)計(jì)，我真正體會到了從軟件設(shè)計(jì)到硬件設(shè)計(jì)到線路連接和電路調(diào)試的整個(gè)過程，也學(xué)會了如何將書本上的知識靈活應(yīng)用到實(shí)際中去，如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，這對我以后的文化知識

38、學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)都會有很大的幫助。與此同時(shí)我又認(rèn)識到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，雖然我們只有兩個(gè)人，但是合作精神仍是必不可少的，在課程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中我們倆分工明確，我主要研究線路圖，隊(duì)友則主要進(jìn)行面包板上的插線，但是每個(gè)過程我們又都各有參與。最后希望以后有更多這樣的機(jī)會，加強(qiáng)自己的動手能力與實(shí)踐能力，為未來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　9器件明細(xì)清單</b></p>

39、<p><b>　　10參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石主編．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）．北京：高教出版社， 2006</p><p>　　[2]于衛(wèi)主編. 現(xiàn)代數(shù)字電路與系統(tǒng)綜合實(shí)訓(xùn)教程， 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2010</p><p>　　[3]李莉 路而紅主編. 電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）課程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目

40、實(shí)例.，北京：中國電力出版社，2009</p><p>　　[4]任駿原主編 《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》， 東北大學(xué)出版社 </p><p><b>　　第 三 部 分</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p>

41、;<p><b>　　圖</b></p><p><b>　　紙</b></p><p><b>　　圖 紙 目 錄</b></p><p><b>　　附 設(shè)計(jì)深度規(guī)定：</b></p><p>　　系統(tǒng)總體方框圖：標(biāo)注各單元模塊，圖中給出

42、各單元模塊的正確連接、標(biāo)出各信號的流向。</p><p>　　“時(shí)分秒”電路圖：電子時(shí)鐘主要部分的電路圖。</p><p>　　系統(tǒng)安裝接線圖：以集成塊為單位畫出各引腳之間的接線，標(biāo)注各集成塊的型號、注明引腳編號</p><p>　　系統(tǒng)總體方框圖 電01</p><p>　　時(shí)分秒電路 電02 </p><p>