数字电路数字钟,抢答器讲稿.ppt

1、10级自动化电子课程设计,课程设计目的,培养独立完成一个课题或实际问题的能力。 培养查阅资料文献手册的能力。 熟悉元器件类型，掌握合理选取元件的规则。 锻炼撰写一个小论文和设计报告的能力。 培养科学的工作作风和严谨的态度。,时间安排,14周一：选题 14周二、周三：自行查阅资料、设计 14周四：答疑 14周五：各班课代表收齐设计草图交至科技楼213 15周一周四：仿真及制板 14周五：答辩，演示电路板，同时提交设计报告、设计图纸。,课程设计任务,数字钟 简易数字频率计 交通灯控制器 抢答器,数字钟,要求准确显示“时”、“分”、“秒”，24小时制 00：00：0023：59：59 具有整点报时功

2、能：在每小时59分51秒、53秒、55秒、57秒发出500HZ的低音，59秒时发出1000HZ的高音。 具有校时功能：以1HZ频率对“时”、“分”进行校正，且互不影响。,简易数字频率计,用于测量数字信号的频率，测频范围0.1HZ到9999HZ。 用开关控制频率计的启动和停止。 测量范围可调，分为1秒和10秒两档。 能连续循环测量显示。如：1秒计数测量；4秒显示结果；1秒清零。然后依次循环。,交通灯控制器,主绿30S,支红30S,主黄5S,支红5S,主红20S,支绿20S,主红5S,支黄5S,主干道,5,20,30,20,5,5,5,支干道,30,60秒一循环,抢答器,四人抢答器，每人一个抢答按

3、钮，并显示抢答者台号。 主持人功能：发出抢答指令，系统清零，预置限时时间。（30或60秒） 电路具有时间显示功能和限时功能。在限时内，有人抢答，显示电路停止工作。若限时时间到，未有抢答，也停止工作。 声响功能：当发出抢答信号或限时时间到，发出持续23秒的单音或双音音响以作提示。,台号,计时,课程设计步骤,选定设计题目。四个题目，每班平均分配。 设计草图。按自己题目每人设计一张，禁止雷同，否则重新设计。 答疑与检查设计草图，并检查通过。 实验仿真。每人按自己草图进行实验仿真。 制作电路板。同一题目三人一组，根据实验仿真通过的电路图制作电路板。,设计图纸要求,设计草图图纸不作要求。 每组提交一份设

4、计图纸，选择本组成员的设计中实验仿真结果正确或最好的，也是最终制作电路板使用的原理图。 A3纸打印，有边框，有标题栏。 布局要合理，元器件疏密得当，图面清晰，元件型号有标注，元器件画线较重，引脚画线要轻（不能有斜线）。同一类型元器件大小要一致。,设计图纸要求,信号线走向一致。（如从左到右，从上到下传递） 图形符号符合标准，加适当标注，区别同一类元件。（尤其是电阻电容的大小） 连线，横平竖直，粗细均匀。 所用集成电路均用教材中的逻辑框图绘制。 电路图准确，完整，美观。 同一题目各组的设计图纸禁止雷同。,说明书要求,设计说明书每人一份，不得雷同。否则没有成绩，或者重做。 单元电路的设计，要用自己的

5、语言按步骤写清设计思路，并有相应的计算过程，答辩会提问。 正文：8页以上，15页以下，A4纸，一律用宋体、小四号字，1.5倍行距书写。 封面：设计题目，姓名,学号，班级，一律用三号字，最好各班统一模板。 图表要规范，语言流畅、严谨。,说明书内容,内容包括： 名称； 设计要求； 总体方案； 单元电路设计（分析计算）； 方案比较（优缺点）； 整体原理图（用自己的原理图，禁止雷同）； 系统工作原理说明； 元件清单； 设计收获和启示； 参考文献。,时基电路,8,4,3,1,2,6,7,uo,+5V,注意写分析计算过程， 取用电阻电容大小。,1.怎样产生1KHZ脉冲？,该图为书中1HZ电路,Q3 Q2

6、Q1 Q0,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,EP ET,74160,74160,分频电路,1KHZ,c,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,74160,1HZ,c,c,500HZ,2分频,100分频,10HZ,1000分频,2.怎样产生500HZ、10HZ、1HZ脉冲？,计数器,EP ET,EP ET,74160,74160,c,LD,Q3 Q2 Q1 Q0,Q3 Q2 Q1 Q0,1,3.怎样产生任意进制计数器？,采用并行进位、串行进位、置数法、置零法均可。,秒脉冲,译码显示电路,Q3Q2Q1Q0,A3A2A1A0,a bcdef g,Q3 Q2 Q1 Q0,A3 A2 A1 A0,Ya

7、 Yb Yc,Yd Ye Yf Yg,VCC,7448,BS201,7448,BS201,画原理图时，请按照书本标准接线。,数字钟总体设计方案（1）,60进制 计数器,60进制 计数器,24进制 计数器,校时 电路,校分 电路,时基 电路,分频 电路,时显示,分显示,秒显示,译码电路,译码电路,译码电路,报时 电路,秒脉冲,高音,低音,1HZ,CLK,数字钟校时电路,校时开关,进位信号,1HZ,进位信号,Y=MA+MB,若全部用与非门实现,VCC,秒脉冲,注意选择器件时，尽量 选用常用元器件。,该电路也可以作为其他换档 电路。如频率计的1S(10S)， 交通灯的30S(60S).,数字钟整点报

8、时电路,分电路,秒电路,Q0Q1Q2Q3,Q0Q1Q2Q3,Q0Q1Q2Q3,Q0Q1Q2Q3,5,9,5,1KHZ（高音）,500HZ（低音）,喇 叭,9,1/3/5/7,注意该图为原理图，选择器件时， 应化简为常用元器件。,抢答器总体设计方案（1）,30（60）进制 计数器限时电路,四 路 抢 答 电 路,显示 台号,锁闭 电路,短 音 提 示 电 路,主持人,1,2,3,4,清零,抢答及锁闭电路,D,D,D,D,主持人,RD,显 示 台 号 电 路,去控制限时和短音提示电路,有人抢答为0 无人抢答为1,1,2,3,4,清零,Q4,Q3,Q2,Q1,显示台号电路,Q1 Q2 Q3 Q4 1

9、 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1,A3 A2 A1 A0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0,D触发器输出 显示译码器输入,Q4,Q3,Q2,Q1,A3,A2,A1,A0,7448,BS201,a b c d e e g,A0= Q1 + Q3,A1= Q2+ Q3,A2= Q4,A3= 0,30（60）秒限时电路,主 持 人 清 零,Q3 Q2 Q1 Q0,Q3 Q2 Q1 Q0,RD,EP ET,EP ET,1,1,有人抢答为0 无人抢答为1,去控制短音提示电路,74160,74160,限时到,1HZ,有人抢答或者无人抢答计满30（6

10、0）停止计数,功能,换挡 开关,30,60,短音（3S）提示声响电路,有人抢答为0 无人抢答为1,限时时间到为0,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,1KHZ,74160,1,1HZ,喇 叭,有人抢答或者 限时时间到3秒提示音。,功能,数字频率计总体设计方案（1）,10000进制计数器,被测 信号,整形 电路,门控 电路,CLK,主控电路 六进制计数器,1S清零,1S计数,译码显示,时基 电路,分频 电路,秒脉冲,（施密特整形电路）,1秒计数,4秒显示结果,1秒清零,EP ET,74160,1,0,作为门控信号,作为清零信号,Q3 Q2 Q1 Q0,主控6进制电路（1）,1HZ,1,000 0

11、01 010 011 100 101,D,D,D,D,D,D,Q1,1HZ,预置数100000,作为门控信号,作 为 清 零 信 号,Q1,1,2,3,4,5,6,1S,1S,4S,主控6进制电路（2）,010000 001000 000100 000010 000001,状态,万进制计数器,门控信号1S,待测信号个数,1秒计数控制,门控电路,待测 信号,CLK,清 零 信 号,门控信号,交通灯控制器总体设计方案（1）,4进制状态控制,主干道 100进制,支干道 100进制,绿灯30秒后清零 黄灯5秒后清零 红灯25秒后清零,绿灯20秒后清零 黄灯5秒后清零 红灯35秒后清零,秒脉冲,交通灯

12、显示电路,（时基、译码显示电路省略),灯控制时间， 时间控制状态， 状态控制灯显示。,交通灯主干道控制,EP ET,EP ET,74160,74160,主绿30S,主黄5S,c,主红25S （支黄5S后）,RD,Q3 Q2 Q1 Q0,Q3 Q2 Q1 Q0,RD,CLK,1HZ,状态控制,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,EP ET,74160,74160,支绿20S,支黄5S,c,支红35S （主黄5S后）,Q3 Q2 Q1 Q0,RD,RD,交通灯支干道控制,1HZ,状态控制,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,74160,主绿30S,主黄5S,支黄5S,支绿20S,CLK,LD,控制

13、交通灯显示电路,主支干道灯变换控制,Q3 Q2 Q1 Q0,Q1 Q0,0 0,0 1,1 0,1 1,主 支,绿 红,黄 红,红 绿,红 黄,主绿,主黄,主红,支红,支绿,支黄,交通灯显示电路,60进制,主干道 100进制,支干道 100进制,30秒后清零（绿灯30S） 35秒后清零（黄灯5S） 60秒后清零（红灯25S）,35秒后清零（红灯35S） 55秒后清零（绿灯20S） 60秒后清零（黄灯5S）,交通灯控制器总体设计方案（2）,秒脉冲,相互制约的控制方式有所不同：灯不控制时间， 时间控制状态，状态控制灯显示。,计数器中的译码方案,主干道计数器,支干道计数器,主控计数器,55,60,3

14、5,30,30、35、60清零,35、55、60清零,1HZ,交通灯控制器总体设计方案（3）,主干道,5,20,30,20,5,5,5,支干道,30,60秒一循环,30进制（主绿） 或20进制（支绿）或5进制（主支黄）,主干道 时间显示,支干道 时间显示,显 示 电 路,秒脉冲,主 控 4进制,交通灯计数显示控制,主干道十位显示,十位,个位,Q3 Q2 Q1 Q0,主干道,5,20,30,20,5,5,5,支干道,30,60秒一循环,主黄,支黄,支干道十位显示,Q3 Q2 Q1 Q0,主、支干道个位相同。 主干道黄灯亮时，不显示十位3； 支干道黄灯亮时，不显示十位2.,交通灯计时控制,Q3 Q2 Q1 Q0,EP ET,EP ET,74160,74160,支绿,主绿,c,Q3 Q2 Q1 Q0,LD,LD,30进制 或5进制 或20进制,支或主黄,CLK,控制,灯,四状态控制,1HZ,常用器件,注意：实验仿真之前要把元器件清单列出来： 74LS160：十进制计数器； 74LS74：双D-FF； 74LS32