电子技术课程设计报告 - 电子时钟设计电路.doc

电子技术(上)课程设计题目名称： 多功能电子时钟显示电路院系名称： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2011年12月29日中 原 工 学 院电子技术(上)课程设计任务书姓名学号学院电子信息学院班级题 目多功能电子时钟显示电路设计任务1、基本部分1)、由振荡电路产生秒脉冲信号；2)、经分频电路、计数电路、译码电路，由数码管显示；3)、秒和分电路为60进制，小时电路为24进制；2、发挥部分1)、可以增加校正电路，对秒、分、小时进行校对；2)、可以增加报时电路，整点前进行“四低一高”报时；时间进度总体时间为1周；星期一上午：讲解；星期一下午：理解电路原理；星期二上午：发放元器件和工具，设计电路和连线；星期四上午：验收电路；星期日之前：上交课程设计报告；主要参考文献1 康华光。电子技术基础 数字部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；2 康华光。电子技术基础 模拟部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；3 电子技术(下)实验指导书，中原工学院电子技术课程组 自编，2011；摘要数字电子时钟设计的电路主要由主体电路与扩展电路组成，采用集成块控制数码管显示时、分、秒，当秒计数器计满60时就向分进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按24进制计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。电子时钟广泛应用于各种公共场所，商业场所和居民家庭。由于其走时准确收到了广泛欢迎。本设计电子时钟电路有CC4060、74HC74、74HC4518、74HC4511等来实现。关键字：电子时钟；数码管；CC4060；74HC74；74HC4518；74HC4511AbstractDigital electronic clock circuit designed mainly by the main circuit and the expansion circuit , using manifold control digital display hours, minutes , seconds , when the seconds counter is at least 60 when the sub- binary , sub- counter expires after 60 to the counter carry , hour counter at 24 decimal count. Hours, minutes , seconds count results after data processing can be directly sent to the monitor display . When a timing error occurs when the circuit can be calibrated with the school . Widely used in electronic clocks in public places , businesses and households . Because of its accurate time received widespread welcome . The design of electronic clock circuit CC4060, 74HC74, 74HC4518, 74HC4511 , etc. to achieve .Key word: electronic clock; Digital tube; CC4060; 74 HC74; 74 HC4518; 74 HC4511 目 录中文摘要Abstract目录第1章 绪论5第2章 总体设计方案5 2.1 设计目的52.2 设计内容52.3 基本工作原理与框图6第3章 单元模块设计73.1 CC4060和74HC74组成的脉冲产生电路及分频电路73.2 秒计数电路原理图83.3 分计数电路原理图83.4 时计数电路原理图93.5 秒、分、时的译码电路9第4章 系统调试和功能124.1 安装124.2 调试12第5章 设计总结12附录一：工具清单13附录二：元器件清单13附录三：主要元器件的引脚图和功能表14第1章 绪论随着现代电子技术的发展，人们正处在一个信息时代，每天都要通过电视、广播、通信、互联网等多媒体获取大量的信息，而现代信息的存储、处理和传输越来越趋于数字化。数字电子技术课程设计是专业基础课，本次课程设计的电子时钟电路包括了组合逻辑电路和时序电路。此次设计与制作数字电子钟的目的是让我们学生在了解数字钟的原理的前提下，熟悉集成电路的引脚排列，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，了解面包板的结构及接线方法，熟悉设计题目的设计与制作，运用本学期学过的数电知识设计并制作数字钟，并且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，从而实现理论与实践相结合。通过本次课程设计，提高学生在数字集成电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。第2章 总体方案设计2.1 设计目的1.熟悉集成电路的引脚排列；2.掌握个芯片的逻辑功能及使用方法；3.了解面包板结构及其接线方法；4.了解设计题目的组成及工作原理；5.熟悉设计题目的设计及制作 2.2 设计内容1.设计一台能准确计时，以十进制数显示“秒”、“分”、“时”的多功能电子时钟显示电路；2.小时为24进制，分和秒均为60进制；3.有校时功能，可以分别对“时”、“分”、“秒”显示进行矫正； 2.3 基本工作原理与框图数字电子钟要想最终设计成功必须要有精确而稳定的秒信号产生， 通常先用石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过整形、分频产生1Hz 的秒脉冲。分频用CD4060分出2Hz的脉冲，再用CD4013分出1Hz的脉冲。然后1Hz脉冲经过校 时电路送到秒计数器的个位，秒计数器是由两块74LS160组成的六十进制计数器，其十位TC接校时电路。校时电路的 CP1接分计数器个位的CLK端，分计数器也是由两块 74LS160 组成的六十进制计数器，分计数器的十位的TC端接入校时电路。校时电路的CP2 接时计数器的CLK端，分计数器是由两块74LS160组成的二十四进制计数器。校时电路的 S1、S2、S3 控制“校时”、“校分”和“校秒”。各个计数器分别接译码器，各个译码器分别接显示器。电路的基本原理就是这样。电子时钟电路实际上是对1kz的标准频率进行计数的计数电路。多功能电子时钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计数装置，具体实现为：用石英晶体振荡器产生1秒的标准“秒”信号：设计60进制计数器，即60秒累计1分;60分累计1小时，并以24小时为一计时周期；各自引到显示器能显示“时”、“分”、“秒”；具有整点报时功能。由于起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一校时电路，同时标准的1kz时间信号必须做到准确稳定。第3章 单元模块设计3.1 CC4060和74HC74组成的脉冲产生电路及分频电路 数字电子钟要想最终设计成功必须要有精确而稳定的秒信号产生，通常先用石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过整形、分频产生1Hz的秒脉冲。CD4060分出2Hz的脉冲，再用74HC74分出1Hz的脉冲。电路图如下所示8CC4060和74HC74的连接CC4060101122MW32768Hz=215Hz20pF320pF3C11DQ1Hz74HC74Q2Hz3.2.2秒计数电路原理图3.2 秒计数电路原理图秒是60进制计数，因此秒计数电路应采用两片CC4518级联的方式来实现，连接方式如图：3.3分计数电路原理图和秒一样，分也是60进制计数，因此分计数电路同样采用两片CC4518级联的方式来实现，连接方式如图：3.4时计数电路原理图 时是24进制数，时计数电路采用两片CC4518级联的方式来实现，连接方式如图：3.5秒、分、时的译码电路本实验采用 CC4511 BCD 锁存器/七段译码/驱动器。其中 A,B,C,DBCD 码 输入端；a,b,c,d,e,f,g译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极 LED 数码管；LT测试输入端，LT=“0”时，译码输出全为“1” ；BI（RL）消隐输 入端；LE锁定端，LE=“1”时译码器处于锁定状态，LE=0 为正常译码。译码电路的功能是将“秒”“分”“时”计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。其电路图如下所示：整体电路图如所示上图第4章 系统调试和功能4.1 安装在装配电路的时候，一定要认真仔细，保证连线正确和接触良好，防止虚接，短接，以免人为故障。1 要根据芯片引脚原理图，分功能安装，并根据接线顺序分步骤验证。2 防止接触不良故障3 接线时确保可靠的电源和接地。4 注意芯片的控制引脚必须接正确。5.插线要细心，避免接触不良现象；4.2 调试电路安装好后，进行了通电前的检查，通电后，每片集成芯片没有发热现象。工作电压正常，这是电路工作的基本保障。调试单元电路直到正常工作。第5章 设计总结通过这一周的课程设计，我感觉自己确实学到的很多。通过这次课程设计，把在课堂中学到的知识运用到实际训练中，我感觉自己的知识更加巩固了，能把自己学到的知识投诸实践，与各位老师的谆谆教导和耐心指导是息息相关的。刚开始的时候有种无从下手的感觉，在一步步的摸索和老师的指导下我们终于完成的面包板的连接，两天的连接，使我们学到了许多，每一个细小的地方都必须十分注意，每一根线都要好好地布局，才能使连线看起来整齐有序。在此我衷心的感谢一直不辞辛劳为我们指明方向的老师，也要感谢教会我知识的学校为我提供实践的场所和实践器材，还要感谢我的搭档还有那些耐心帮助我的同学们。通过这次的课程设计，不仅使我学到了很多专业方面的知识，也让我明白了不畏困难、勇于攀登艰难的重要性，这对我未来的学习和生活产生很大的影响。在此，再次感