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文檔簡介
1、<p> 數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p> 題目:多功能數(shù)字電子鐘</p><p> 專業(yè): 自 動(dòng) 化 </p><p> 班級(jí): 一 班 </p><p> 姓名:
2、 </p><p> 日期:2013年1月 </p><p><b> 設(shè)計(jì)目的</b></p><p> 為了鞏固課本所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)際解決問題的能力,加深對(duì)課堂知識(shí)的理解和運(yùn)用,進(jìn)一步學(xué)習(xí)和熟悉各種常用芯片的規(guī)格和使用,能掌握電路的組裝和基本問題的排除。通過課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo):一、學(xué)生初步掌握電
3、子線路的設(shè)計(jì)、組裝及調(diào)試方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求,查閱文獻(xiàn)資料,收集、分析類似電路的性能,并通過組裝調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng),使電路達(dá)到性能要求;二、課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐,而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面,運(yùn)用已學(xué)過的分析和設(shè)計(jì)電路的理論知識(shí),逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法,同時(shí),課程設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫,為今后從事技術(shù)工作撰寫科技報(bào)告和技術(shù)資料打下基礎(chǔ)。</p>&
4、lt;p> 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo):</p><p> a設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘,顯示時(shí)間從00:00:00到23:59:59;</p><p> b設(shè)計(jì)的電路包括產(chǎn)生時(shí)基信號(hào),時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)電路,顯示電路。</p><p> c具有校時(shí)功能,可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí),使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間;</p><p> d計(jì)時(shí)
5、過程具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能,當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)</p><p><b> 總體框圖設(shè)計(jì)</b></p><p> 本設(shè)計(jì)通過555定時(shí)器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。</p><p> 功能模塊設(shè)計(jì)和原理說明</p><p><b>
6、; 1、秒脈沖發(fā)生器</b></p><p> 秒信號(hào)發(fā)生電路由集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。555定時(shí)器振蕩電路是數(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(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器,其中電容C1為10微法,C2為0.01微法,兩個(gè)電阻R1= 10K R2=66.5K歐姆。此時(shí)在電路的輸出端就得到了一個(gè)周期性的矩形波,其振蕩頻率為: f=1.43/[(R1
7、+2R2)C1] </p><p> 2、秒計(jì)數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計(jì)</p><p> 秒計(jì)數(shù)器為M=60的計(jì)數(shù)器,即顯示00~59,采用中規(guī)模集成電路雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器至少需要2片,因?yàn)?0 < M < 100。它的個(gè)位為十進(jìn)制,十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片74LS192實(shí)現(xiàn)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)至1010時(shí),通過 74LS08 二輸入與非門連至清零端達(dá)到清零,當(dāng)達(dá)到0000時(shí),
8、產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計(jì)數(shù)至0110時(shí)清零。譯碼芯片使用CD4511BM</p><p> 3、分計(jì)數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計(jì)</p><p> 分計(jì)數(shù)器同秒計(jì)數(shù)器一樣為M=60的計(jì)數(shù)器,即顯示00~59,采用中規(guī)模集成電路雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器使用2片,因?yàn)?0 < M < 100。它的個(gè)位為十進(jìn)制,十位為六進(jìn)制。本電路采用兩片74LS192實(shí)現(xiàn)。當(dāng)秒計(jì)數(shù)器十位計(jì)數(shù)至011
9、0時(shí)清零,達(dá)到0000時(shí)產(chǎn)生上升沿脈沖送入分計(jì)數(shù)器的個(gè)位開始計(jì)數(shù)。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)至1010時(shí)清零產(chǎn)生上升脈沖送給十位。十位計(jì)數(shù)至0110時(shí)繼續(xù)清零。譯碼芯片使用CD4511BM</p><p> 4、時(shí)計(jì)數(shù)譯碼、譯碼以及顯示部分設(shè)計(jì)</p><p> 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。時(shí)計(jì)數(shù)進(jìn)位類
10、似于分和秒。譯碼芯片使用CD4511BM.。</p><p><b> 5、整點(diǎn)前十秒報(bào)時(shí)</b></p><p> 當(dāng)時(shí)的十位數(shù)計(jì)數(shù)器輸出0101,個(gè)位數(shù)輸出1001,秒的十位數(shù)輸出0101時(shí)通過兩片四路的與非門74ls20op和一個(gè)與門74ls08和一個(gè)非門74ls04共同組成一個(gè)報(bào)時(shí)電路。相當(dāng)于六路與門。</p><p><b&
11、gt; 6、校時(shí)電路</b></p><p> 時(shí)校時(shí) 分校時(shí)</p><p> 校時(shí)時(shí)要對(duì)74LS192的5端腳輸入高電平,本設(shè)計(jì)直接使用555定時(shí)器產(chǎn)生的方波高電平來觸發(fā)。</p><p><b> 主要元器件的選擇</b></p><p>
12、; 脈沖發(fā)生器使用555定時(shí)器</p><p> 555 定時(shí)器成本低,性能可靠,只需要外接幾個(gè)電阻、電容,就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖。</p><p> 計(jì)數(shù)器使用74LS192</p><p><b> 功能表如下:</b></p><p> 譯碼芯片使用CD4511BM</p><
13、p><b> 功能表</b></p><p> 使用了與門74LS08</p><p><b> 功能表</b></p><p><b> 74LS04</b></p><p><b> 功能表</b></p><p&g
14、t; 74LS20四路與非門</p><p><b> 功能表</b></p><p> 數(shù)碼管使用的是共陰七段數(shù)碼管</p><p><b> 總電路圖程序說明</b></p><p><b> 總電路仿真圖</b></p><p> 通過
15、每兩片74LS192構(gòu)成數(shù)字時(shí)鐘的時(shí)模塊、分模塊、秒模塊其中時(shí)是24進(jìn)制的,分和秒是60進(jìn)制的,秒模塊計(jì)數(shù)計(jì)到60的時(shí)侯立刻產(chǎn)生清零信號(hào)和進(jìn)信號(hào)是分模塊加一,分到時(shí)和秒到分一樣。校時(shí)的高電平是來自于555定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖,整點(diǎn)報(bào)時(shí)是通過六路與非,只有符合當(dāng)時(shí)鐘走到59分50秒時(shí)開始報(bào)時(shí),報(bào)時(shí)的時(shí)間為十秒。</p><p><b> 實(shí)物圖</b></p><p>&
16、lt;b> PCB電路圖</b></p><p><b> 譯碼顯示部分</b></p><p><b> 計(jì)時(shí)部分</b></p><p><b> 七、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議</b></p><p> 雖然本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)課程的要求,但是要使用在時(shí)間中還是
17、不夠的,因?yàn)闆]有鬧鐘功能,還有沒有斷電保存時(shí)間的功能,這些需要以后自己完善。</p><p><b> 八、心得體會(huì)</b></p><p> 此次數(shù)電課程設(shè)計(jì),我們小組選擇了最后一個(gè)課題——多功能數(shù)字電子鐘。這個(gè)課題相對(duì)于其他課題,算是最難的一個(gè)了。我們小組幾個(gè)人,不知道搞了多少個(gè)白天夜晚,終于把這設(shè)計(jì)弄出來。起初,在設(shè)計(jì)電路圖方面,我們展開了激烈的討論,商討怎
18、樣才能用最少,最簡的電子元器件實(shí)現(xiàn)課程要求,最終我們決定采用555定時(shí)器產(chǎn)生1HZ的方波通過加法器進(jìn)行計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)后產(chǎn)生的BCD碼通過譯碼器譯碼最后通過數(shù)碼管顯示出來。在設(shè)計(jì)PCB電路圖時(shí),我們也遇到了不少難題,如板子長寬不夠,需要幾塊板,有的線畫不了,需要幾根跳線。此次為了板子空間的需要,我們的電阻,也采購了貼片電阻,在焊接時(shí),也更加的考驗(yàn)了我們的焊工,經(jīng)過我們的不懈努力,最終將實(shí)物焊接完成。稍微遺憾的是,我們小組此次的課程設(shè)計(jì),不能實(shí)
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