数字电子技术课程设计

-z.本科生课程设计题目：数字钟的设计课程：数字电子技术课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：完成日期目录TOC\o"1-3"\h\u22703一、设计容与设计要求 213757二、设计要求 322128三、设计思路 3222563.1总体设计方案 3202443.2原理框图 421871四、单元电路设计 489534.1时钟振荡电路 4209184.2计数器电路的设计 55089〔1〕六十进制计数器 625836〔2〕十二进制计数器 625365〔3〕译码及显示电路 711504〔4〕校时电路 831179〔5〕整点报时电路的设计 1028073六.心得体会 1413744七.参考文献 15一、设计容与设计要求准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；小时计时要求“12翻1〞，分和秒的计时为60进制。可手动较正:能进展时、分、秒的时间校正，只要将开关置于手动位置，可对时、分、秒进展手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。具有整点报时功能，正点前10秒开场，蜂鸣器〔1500HZ)一秒响一秒停的响5次。为了保证计时准确、稳定，由晶体管振荡器提供标准时间的基准信号。二、设计要求1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、写出设计报告；4、元器件清单三、设计思路①根据课题中要求可设计三个加法计数器〔60、60和12〕，设计相应的计时显示器电路。②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。③用门电路设计校时校分电路。3.1总体设计方案设计方案概述：系统主要由控制器，计数器，显示器和秒脉冲号发生器组成。其中时、分、秒的联系和显示是重点。3.2原理框图时译码器秒显示器分显示器时显示器时译码器秒显示器分显示器时显示器主电路秒译码器分译码器主电路秒译码器分译码器扩展电路整点报时电路控制电路振荡器校分电路校时电路12时计数器60时计数器60时计数器扩展电路整点报时电路控制电路振荡器校分电路校时电路12时计数器60时计数器60时计数器图1-1多功能时字钟的组成框图四、单元电路设计4.1时钟振荡电路时钟振荡电路由集成电路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。振荡电路是数字钟的核心局部，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1nF、C2均为10nF，两个电阻R9=47KΩ，R10=47KΩ。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/[(R12+2R17)C1](2-1)由公式〔2-1〕代入R12，R17和C1的值得，f=1KHz。即其输出频率为1KHz的矩形波信号。下列图为其电路图图4-1时钟振荡电路4.2计数器电路的设计根据图1-1所示多功能时字钟的逻辑框图可清楚知道，显示“时〞、“分〞、“秒〞需要6片中规模计数器。其中，“秒〞、“分〞计时各为六十进制计数器，“时〞位计时为十二进制计数器，六十进制计数器和十二进制计数器都选用74LS160集成块来实现。实现的方法采用反应整体置数法。〔1〕六十进制计数器“秒〞计数器电路与“分〞计数器电路都是六十进制，它由两片74LS160连接构成。首先将两片74LS160接成百进制计数器。然后将电路的59状态译码产生LOADˊ=0信号，同时加到两片74LS160上，在下一个计数脉冲〔第60个输入脉冲〕到达时，将0000同时置入两片74LS160中，从而得到六十进制计数器。进位信号可以直接由U16B的输出端引出，作为“分〞〔“时〞〕计数器的输入信号。六十进制加法计数器〔2〕十二进制计数器“时〞计数器电路是十二进制进制，它由两片74LS160连接构成。首先将两片74LS160接成百进制计数器。然后将电路的11状态译码产生LOADˊ=0信号，同时加到两片74LS160上，在下一个计数脉冲〔第12个输入脉冲〕到达时，将0000同时置入两片74LS160中，从而得到十二进制进制计数器。十二进制加法计数器〔3〕译码及显示电路本设计采用的显示器是7段共阴数码管来显示74LS48译码器输出的数字。组成电路如下列图所示译码及其显示电路〔4〕校时电路当接通电源或计时出现误差时，需要对时间进展校正，如下图电路。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，当到达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：②分校时电路秒进位信号秒进位信号手动脉冲分计数电路输入脉冲分计数电路输入脉冲秒进位信号手动脉冲手动脉冲分计数电路输入脉冲分计数电路输入脉冲秒进位信号手动脉冲校时电路〔5〕整点报时电路的设计本设计的整点报时电路要求在每个整点前具有整点报时功能，正点前10秒开场，蜂鸣器〔1500HZ)一秒响一秒停的响5次。附录控制门电路根据要求，电路应在整点前6s开场报时，即当时间在59min54s到59min59s期间时，报时电路产生报时控制信号。当“分〞和“秒〞计数器到59min54s时，从59min54s到59min59s之间，只有“秒〞个位在计数，分十位、分个位和秒十位均保持不变〔输出均为1〕，分别对应十进制的5、9和5，因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与，从而产生报时控制信号，去控制门U37A和门U3A。〔6〕课程设计过程中运用到的芯片及逻辑电路相关局部的介绍。关键词：555多谐振荡器;计数器；译码器；LED显示器。五、局部元器件清单序号名称型号参数数量1555定时器12数码显示管63十进制计数器74LS16064六反向器74LS04854线—10线译码器74LS4866与非门〔2输入〕74LS0087与非门〔4输入〕74LS2038电阻、电容、开关假设干9蜂鸣器111LED发光二极管1附录：总电路图六.心得体会在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的构造及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。至于设计的成绩无须看的太过于重要，而是设计的过程，设计的思想和设计电路中的每一个环节，电路中各个局部的功能是如何实现的。各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点。同一个电路可以用那些芯片实现，各个芯片实现同一个功能的区别。总之，这次设计，虽然，设计方面有很多欠缺，需要去改良、去研究，也还要学习。不过也知道了怎样去写论文、去采集哪方面的资料。总的感觉是：有收获。以前上课都是上一些最根本的东西，而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。在这个过程中，我确实学得到很多在书本上学不到的东西，如：如何利用现有的元件组装得到设计要求，如何找到错误的原因，如何利用计算机来画图等等。但也遇到了不少的挫折，有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在，找了老半天结果却是芯片的管脚接错了，有时更是忘接电源了。在学习中的小问题在课