数字电子时钟160

1、数字电子钟是一种用数字显示秒分时的记时装置，与传统的机械钟相型数显电子钟。本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲 74LS160(10进制计数 60和24构成了简单数字电子钟。关键词：数字电子钟、555芯片、计数器、数码管摘要1第 1章 概述 3第 2章 课程设计任务及要求 42.1 设计任务 42.2 设计要求 4第 3章 系统设计 53.1方案论证 53.2 系统设计 53.2.1 结构框图及说明 53.2.2 系统原理图及工作原理 63.3 单元电路设计 73.3.1单元电路工作原理 73.3.2元件参数选择 10第

2、 4章 软件仿真 134.1 仿真电路图 134.2 仿真过程 144.3 仿真结果 15第 5章 安装调试 165.1 安装调试过程 165.2 故障分析 18第 6章 结论 19第 7章 使用仪器设备清单 20参考文献 20收获、体会和建议 211第章 所谓电子技术 ,是指“含有电子的、数据的、磁性的、光学的、电磁的、或者类似性能的相关技术”。电子技术可以分为模拟电子技术、数字电子技术两大部分。 模拟电子技术说是整个电子技术的基础，在信号放大、功率放大、整流稳压、模拟量反馈、混频、调制解调电路领域具有无法替代的作用。例如高保真 (Hi-Fi)的音箱系统、移动通讯领域的高频发射机等。与模拟电

3、路相比，数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自 20 世纪 70 年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域，如数字滤波器等。很有幸我们这学期学习了电子技术这门学科，并且是我们这个学期的重点课程，在上课和实验的过程中，渐渐的我喜欢上了它。每一节课我都认真学习，到网上去找资料。根

4、据我自己的自身情况和查阅的资料，我决定做一个数字电子时钟，这个 60 24 的努力终于完成了，在这个过程中收获了很多。2第 2章 1、设计一个有“时”，“分”，“秒”（23 小时 59 分 59 秒）显示且有校时功能的电子钟；2、 用中小规模集成电路组成电子钟。 1用 555 定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入 1HZ 的时钟；（对已有1kHz 频率时钟脉冲进行分频）；2能显示时、分、秒，24 小时制；3. 设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用同步十进制集成计数器 74LS160 设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；5.用同步十进制集成计数器 74LS160 设计一个 24 小时计数器

5、,6. 译码显示电路显示时间。3第章 3.1秒、分、时分别为6060 和 24 进制计数器。秒、分均为六十进制，即显示0059 74LS160组成 60 进制递增计数器。时为二十四进制计数器，显示为 0023，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4 时清零，就为二十四进制了。时功能的实现：用两片 74LS160 组成 24 进制递增计数器。 译码显示译码显示译码显示六 十 进 制秒计数器振荡器图 1 4 系统原理图，如图 2 所示。图 2 用 555 电路构成的 1KHz多谐振荡器，调节电阻 R3 可以改变输出信号频率。74LS160 是二，五，十进制同步加法器，用三片

6、 74LS90 构成三级十分频器，将1KHz 矩形波分频得到 1Hz 基准秒计时信号。由于 74LS160 是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的 RCO 输出端接十位的 9 60 60 进制计数器分别做用整体反馈清零法构成 24 进制计数器。工作原理：振荡电路产生的 1KHZ 脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的 1HZ脉冲信号输入 74LS90N连成的 60 60 秒进位输出给 60 进制分钟计数器，分钟计数器满 60 后产生进位信号输入给 24 进制小时计数器，从而实现 24 小时制电子钟的功能。5 3.3.11、时功能 24进制计数器，如图 3

7、所示。图 3 位时，芯片工作，输入十位的脉冲信号有效，当十位为2，个位为3 的时候，同时给两个芯片的预置端一个有效信号，使之清零。62、分秒功能 60进制计数器，如图 4所示。图 4 说明：采用异步时序电路控制，在十位计数到 5 时，下一个脉冲一到来就置数。74LS160构成的 60 进制计数器和24 进制计数器如图3 和图 4 所示。 6060和 24 0059，它们的个位为十进制，十位为六进制。73、晶体振荡器电路图 如图 5 所示。图 5 555 电路构成的 1KHz 多谐振荡器原理如图 5 所示。调节电阻 R2 可以改变输出信号频率，用以得到所需的信号频率。4、分频器电路 ，如图 6

8、所示。图 674LS90 是二，五，十进制异步加法器，用三片 74LS90 可以构成三级十分频器，将 1KHz 矩形波分频得到 1Hz 基准秒计时信号。原理如图 6 所示8 1、 电阻 ，5.1K2、 电容10nF，100nF3、 滑动变阻器10K ，KEY=A，20%4、与门7400N95、数码管DCD_HEX_GREEN5、555_TIMER_RATED管脚图如图 7图7 6、74LS90N管脚图如图 8 功能表如图 9图8 10图 9 7、74LS160N管脚图如图 10 功能表如图1174LS160N 管脚图图图 11 74LS160N 功能表11第 4章 仿真图 如图 12图 12

9、电路的连接与仿真是我们这次课程设计的主要任务之一，也是整个过程的最难的阶段。仿真这部分工作在 multisim仿真软件上进行。对于电路的仿真分为调试一次，才能确保最后的成功。Multisim这个仿真软件以前用的很少，对它的基本仿真过程不是很了解，很多。基本过程：1、按照电路原理图将仿真分成几部分依次连接电路并调试；2、连接晶体振荡电路并调试，观察发出的是否是 1KHz的信号；3、连接分频电路并调试，观察输出是否是 1Hz的信号；4、连接 60、24进制计数器电路并调试，观察是否符合要求；513 电路成功实现了 24 60 秒进1 分并清 60 分进 1 24 小时清零所有计数器并重新开始计时。

10、仿真结果如图 13图 14第 5 章 在实验室按照如图 14 电路图连接电路，由于电路图比较复杂在连接过程中必须认真细心。首先必须明确实验原理，在此基础上连接电路会相对比较清晰明了，要检测每一条导线是否损坏。调试过程分为单元电路检测和整机电路调试。图 单元电路检测151、抢答电路 CD4511控制显示器灭灯；74LS148的选通输入端，即 5端/ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。然后把主持人的控制开关拨到“开始”位置，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，给 8路抢答端口即输入端给上低电平的输入信号，如当有选手将抢答按键按下时，显示器显示相应

11、的数字 。此外，CTR=1，使 74LS148仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。2、定时电路用示波器检查 555的输出波形是否为 1Hz 555的外围电路进行调整达到要求为止。观察显示器的显示时间是否进行加计数。有问题按原理进行修改。3、时序控制1抢答工作状态。2示。3整机电路调试1 抢答电路无显示；与此同时，在计时电路部分，将事先的预置数送入减法计数器中。当主持人按键弹起时，计数器开始计数工作，抢答开始。2/Yex输出为 1，计数器 BO2输出为 1，74LS148的 5端,而优先编码器和计数器都正常工作；3/YEX 输出为“0 CTR=1，/ST=1，优先编码器停止工作，此

12、后选手的抢答无效，电路将按键者的编号显示在LED 上；同时，CTR=1，计数部分的计数脉冲 =0，计数器停止工作，此时的倒计时时间记录并显示在 LED上；74148的/Ys端由 1跳变到 0，7412116有状态 2 Q 输出暂态高电平。如果在规定时间内无人抢答，BO2 由 1 跳变到 074121 有状态 2ST=1 再根据故障分析和排除的方法，找出故障，并加以改进，排除故障 调试并不是。排障的效率。第 6 章 17子时钟，完成了预想的功能。首先提出可行的执行方案，多提出几种方案，集思设计，注意性价比。通过对本次设计的方案理论论证并且应用 Multisim 仿真软件进行分析仿真，可证明此方案可行。采用先提出问题，再建立模型，思索方法，对比比较，选用器材，最后仿真测试的方法，是解决此类问题的关键。第 7 章 186 个6 个3 个1 个2 个1 个1 个若干若干若干导线1.李景宏，马学文.电子技术实验教程.沈阳：东北大学出版社.2002.王永军，李景华编著.数字逻辑与数字系