数字钟__数电课程设计_电气工程或自动化

1、湖南工程学院课 程 设 计课程名称 数字电子技术 课题名称 多功能电子钟设计 专 业 自动化 班 级 自动化1202 学 号 26 姓 名 指导教师 龙永涛 2014年 6 月 9日湖南工程学院课程设计任务书 课程名称： 数字电子技术 题 目： 多功能电子钟设计 专业班级：自动化1202 学生姓名： 学 号：201201020226 指导老师： 龙泳涛 审 批：龙泳涛 任务书下达日期 2014年6月9日设计完成日期 2010年6月13日11设计内容与设计要求 111设计内容： 1设计并用制作电子钟电路； 2以数字形式显示时，分，秒的功能，小时计时“24翻1”，分，秒计时为60进制； 3具有自动

2、和手动校正小时，分钟功能，要求在小时校正时， 不影响分和秒的正常计数； 4.整点报时，要求电路在每个整点前鸣叫5次低音（500HZ）， 整点时再鸣叫1次高音（1000HZ）； 5.具有暂停功能； 5.功能扩展 ：设计秒振荡器。 112设计要求： 1整体设计给出框图，提供总电路图，要求设计思路清晰； 2完成单元电路设计； 3应用EWB软件仿真； 4安装并调试电路； 5写出设计报告； 12主要设计条件 1提供中规模芯片 2提供电源和调试设备； 3EWB设计软件；13进度安排第一周 星期一：课题内容介绍和查找资料； 星期二：总体电路设计和分电路设计； 星期三：电路仿真，修改方案； 星期四：确定设计方

3、案，拟定调试方案，画出调试电路图，安 装电路； 星期五：安装、调试电路；第二周 星期一、三：安装、调试电路； 星期四、五：验收电路，写设计报告，打印相关图纸； 星期五下午：答辩；整理实验室；14参考文献 1. 电子技术课程设计 历雅萍、易映萍编 2. 电子技术课程设计指导彭介华主编 高等教育出版社 3. 电子线路设计、实验、测试谢自美主编 华中理工出版社目录1. 课程设计任务书. .11.1 设计类容和设计要求.21.2设计条件.21.3 进度安排.3 1. 4 参考文献.32. 总体设计方案.52.1 设计思路.52.2 总体设计方案.52.3 原理框图.53. 单元电路设计.63.1 秒脉

4、冲电路.63.2 计数电路.73.3校时电路. 103.4整点报时电路.114. 电路安装与调试.13 4.1电路安装. 13 4.1电路调试.155. 心得体会.15附录1：完整的设计电路图.16附录2：元器件清单.172.总体设计方案2.1 设计思路：根据课题中要求可设计四个加法计数器（60、60、7和24），设计相应的计时显示器电路。课题要求定时显示电路的输入信号为秒脉冲信号，设计一个可以实现秒脉冲输出的时基电路。用门电路设计校时校分电路。2.2总体设计方案：设计方案概述：系统主要由控制器，计数器，显示器，信号灯和秒脉冲号发生器组成。其中星期、时、分、秒的联系和显示是重点2.3 原理框图

5、时显示器 分显示器 秒显示器时译码器 分译码器 秒译码器 时计数器 分计数器 秒计数器 校时器 多谐振荡器 3.单元电路设计3.1秒信号的发生电路由前面介绍知道，秒信号发生电路由集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。需要的芯片有集成电路555定时器，还有电阻和电容。下图为其电路图： 图 3-1 秒信号多谐震荡器发生电路振荡电路是数字钟的核心部分，它的频率和稳定性直接关系到表的精度。因此选择555定时器构成的多谐振荡器，其中电容C1为47微法，C2为0.01微法，两个电阻R1=R2=10K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波，其振荡频率为： f=1.43/(R1+2R2)

6、C (3-1)由公式（3-1）代入R1 ，R2和C的值得，f=1Hz。即其输出频率为1Hz的矩形波信号 3.2计数电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器以及星期计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位为24进制计数器，星期为7进制计数器。使用74LS160完成该部分的功能。74LS160的引脚图如下：74LS16074LS160功能表如下：输            

7、;     入 输       出 CR CPLD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 状态码加174LS160功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS160输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状

8、态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS160还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS160可以组成10进制以下的任意进制分频器。 秒计数电路由两片十进制计数器74160组成的六十进制计数器，左右两个七段显示数码管分别显示秒的十位、个位，数码管四输入的显示管。其原理电路图如下图所示为60进制，非门出去是由秒到分进位信号，其脉冲是由秒信号发生器提供的。当达到59

9、秒后下一秒清零，清零信号由秒进分的进位信号提供。 分计数电路分和秒的原理和电路图是一样的，只不过进位是由分到时。其脉冲是从校分的电路来的而已。其原理电路如下图所示 时计数电路由一片十进制计数器74160组成的7进制计数器，由七段显示数码管显示星期，数码管四输入的显示管。其原理电路图如图所示为7进制，其脉冲是由时的进位信号提供的。当达到7天后下一脉冲置1。74LS10为3输入与非门，其引脚图如下74LS10由时进位33校时电路：分校时电路当接通电源或计时出现误差时，需要对时间进行校正，如图所示电路。当不校正开关是向上闭合的，当校正时位时，拉下开关，然后手动脉冲信号来校正，每按一下要校正的就增加1

10、，当达到想要的时就把开关合上，即可完成时间的校正。其电路原理图如下：秒进位信号分计数电路输入脉冲手动脉冲时校时电路 原理图和校分一样的。其原理图如下：分进位信号时计数电路输入脉冲手动脉冲 星期校时电路 原理与上同。其原理图如下：时进位信号星期计数电路输入脉冲手动脉冲 校时电路3.4整点报时电路整点报时信号是从时、分、秒计数电路中取出频率信号即当分为59，秒的十位为5的时候，每2秒出现一次红灯，一共五次 整点报时电路4电路的安装和调试41电路的安装 1.检查芯片和线的完好； 2安装秒信号发生器； 3安装秒、分、时、星期等计数器； 4安装数码管； 5安装校时电路； 6安装整点报时电路；安装完成的电

11、路图如下：42电路的调试先调试秒信号发生器十分产生秒信号，接着调试60、60、24、7进制计数器，再将各计数器的进位输出作为上一级的输入脉冲，调试其按原理工作，接着调试校时电路，观察当校时时低位是否影响高位，最后检查整点报时电路，观察是否在整点报时。5心得体会通过这次数字电路课程设计我得到了很多收获和体会，它让我明白什么叫磨刀不误砍柴功，做实验前一定要先检查仪器，线，芯片的好坏。在设计过程才知道自己的数电很一般，特别是我发现我对EWB软件的掌握还不好。 这次课程设计我了解了不少器件的功能的应用，也加深了对数字电路认识和理解在接线安装的时候，我学会了要细心，要有恒心。还有对芯片的使用我们要熟悉芯片的功能及各引脚的作用。电路的调试提高了我们解决问题的能力，学会了在设计中独立解决问题，也包括怎样去查找问题。最后我要感谢陈意军老师在这次课程设计中