數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求...............................................1</p>&l

2、t;p>　　1.1設(shè)計(jì)要求....................................................1</p><p>　　二.設(shè)計(jì)原理及框圖...............................................1</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)原理.........................................

3、...........1</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)原理框圖................................................1</p><p>　　三.器件說明.....................................................2</p><p>　　3.1器件名稱..............

4、......................................2</p><p>　　四.設(shè)計(jì)過程.....................................................8</p><p>　　4.1程序分部解析.................................................8</p><

5、p>　　4.2總設(shè)計(jì)圖...................................................13</p><p>　　五.仿真調(diào)試過程................................................14</p><p>　　5.1電路測(cè)試與仿真.......................................

6、.......14</p><p>　　5.2仿真過程中的困難及方案......................................14</p><p>　　六.心得體會(huì)....................................................15</p><p>　　七.參考文獻(xiàn)......................

7、..............................16</p><p><b>　　第1章 設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1.1.1穩(wěn)定的顯示時(shí)、分、秒。（要求二十四小時(shí)為一個(gè)計(jì)時(shí)周期）</p><p>　　1.1.2當(dāng)電路發(fā)生

8、走時(shí)誤差時(shí)，要求電路有校時(shí)功能。</p><p>　　1.1.3電路有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。報(bào)時(shí)聲響為四低一高，最后一響高音正好為整點(diǎn)。第2章 設(shè)計(jì)原理及框圖</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　數(shù)字時(shí)鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示、報(bào)時(shí)等電路組成。其中，振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器，直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精

9、度。由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入采用六十進(jìn)制的“秒計(jì)數(shù)器”，每累計(jì)六十秒就發(fā)生一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)六十分，發(fā)生一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用二十四進(jìn)制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天二十四小時(shí)的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過六位七段譯碼顯示器顯示出來，可進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)，計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差

10、時(shí)，可以用校時(shí)電路校時(shí)、校分。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)原理框圖</b></p><p><b>　　第3章 器件說明</b></p><p><b>　　3.1器件名稱</b></p><p>　　3.1.1 74160N 數(shù)量：六個(gè)</p>&l

11、t;p><b>　　74160N真值表</b></p><p>　　3.1.2數(shù)碼管顯示器</p><p>　　數(shù)碼顯示管有兩種類型：1、共陰極型2、共陽極型六位七段譯碼器來顯示時(shí)、分、秒，同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)誤差時(shí)，通過它的顯示，可以用校時(shí)電路校時(shí)，校分。</p><p>　　3.1.3 74192N 數(shù)量：二個(gè)</p><p

12、><b>　　74192N真值表</b></p><p>　　3.1.4 與非門7400N 數(shù)量：三個(gè)</p><p><b>　　7400N真值表</b></p><p>　　3.1.5非門NOT 數(shù)量：六個(gè)</p><p><b>　　7404N真值表</b><

13、/p><p>　　3.1.6或門 數(shù)量：一個(gè) </p><p>　　74ALS32N真值表 </p><p>　　3.1.7與門 數(shù)量：一個(gè)</p><p>　　74ALS08真值表</p><p>　　3.1.8 100HZ 5V脈沖</p><p>　　3.1.9四引腳或非門 數(shù)量：二個(gè)&

14、lt;/p><p>　　4002BD-5V真值表</p><p><b>　　第4章 設(shè)計(jì)過程</b></p><p>　　4.1 程序分部解析</p><p>　　4.1.1 分、秒程序解析（六十進(jìn)制）</p><p>　　秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器各由一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（個(gè)位）和一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器（十位）串接

15、組成，形成兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其中個(gè)位計(jì)數(shù)器接成十進(jìn)制形式。十位計(jì)數(shù)器選擇QB與QC端做反饋端，經(jīng)與非門輸出至控制清零端CLR，接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式（計(jì)數(shù)至0110時(shí)清零）。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)聯(lián)復(fù)位方式，將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端RCO接至十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。將十位計(jì)數(shù)器的反饋清零信號(hào)經(jīng)非門輸出，作為六十進(jìn)制的進(jìn)位輸出脈沖信號(hào)，即當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至60時(shí)，反饋清零的低電平信號(hào)輸入CLR端

16、，同時(shí)經(jīng)非門變?yōu)楦唠娖?，在同步?jí)聯(lián)方式下，控制高位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。</p><p>　　4.1.2 時(shí)程序解析（二十四進(jìn)制）</p><p>　　時(shí)計(jì)數(shù)器需要的是一個(gè)二十四進(jìn)制轉(zhuǎn)換的遞增計(jì)數(shù)電路。個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器均連接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)形式，采用同步級(jí)聯(lián)復(fù)位方式。將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端RCO接至十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。二十四進(jìn)制，十位計(jì)數(shù)器的輸出端Qb和

17、個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端Qc通過與非門控制兩片計(jì)數(shù)器的清零端CLR，當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)為00100100時(shí)，立即反饋清零，從而實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)。</p><p>　　4.1.3 校時(shí)、校分電路</p><p>　　校對(duì)時(shí)間一般在選定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間到來之前進(jìn)行，可分為4個(gè)步驟：首先把時(shí)計(jì)數(shù)器置到所需的數(shù)字；然后再將分計(jì)數(shù)器置到所需的數(shù)字；與此同時(shí)或之后應(yīng)將秒計(jì)數(shù)器清零，時(shí)鐘暫停計(jì)數(shù)，處于等待啟動(dòng)

18、階段；當(dāng)選定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻到達(dá)的瞬間，按啟動(dòng)按鈕，電路則從所預(yù)置時(shí)間開始計(jì)數(shù)。由此可知，校時(shí)、校分電路應(yīng)具有預(yù)置小時(shí)、預(yù)置分、等待啟動(dòng)、計(jì)時(shí)4個(gè)階段。在設(shè)計(jì)電路時(shí)既要方便可靠地實(shí)現(xiàn)校時(shí)校分的功能，又不能影響時(shí)鐘的正常計(jì)時(shí)，通常采用邏輯門切換。當(dāng)Q=1時(shí)，輸入的預(yù)置信號(hào)可以傳到時(shí)計(jì)數(shù)器的CLK端，進(jìn)行校時(shí)工作，而分進(jìn)位信號(hào)被封鎖。例如，當(dāng)Q=0時(shí)，分進(jìn)位信號(hào)可以傳到時(shí)計(jì)數(shù)器的CLK端，進(jìn)行計(jì)時(shí)工作，而輸入的預(yù)置信號(hào)分進(jìn)位信號(hào)被封鎖。</

19、p><p>　　4.1.4 報(bào)時(shí)電路</p><p>　　報(bào)時(shí)電路由報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)電路、停止報(bào)時(shí)控制電路和蜂鳴器三部分電路組成。其中，報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)電路由兩個(gè)可逆十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74192組成（功能見表），在分進(jìn)位信號(hào)觸發(fā)下，從計(jì)時(shí)電路保持當(dāng)前小時(shí)數(shù)，并開始遞減計(jì)數(shù)，一直減到0為止，停止計(jì)數(shù)控制電路經(jīng)過邏輯電路判斷給出低電平，封鎖與門，阻止蜂鳴器工作，停止報(bào)時(shí)。</p><p>　　創(chuàng)

20、建如上圖所示電路，兩個(gè)計(jì)數(shù)器采用同步級(jí)聯(lián)方式連接，即將個(gè)位報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器的借位端BO接至十位報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器的減計(jì)數(shù)控制端DOWN。Io1~Io4將時(shí)計(jì)數(shù)器的個(gè)位輸出引進(jìn)作為報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位的預(yù)置數(shù)，Io5~Io8將時(shí)計(jì)數(shù)器的十位輸出引入作為報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器十位的預(yù)置數(shù)。同時(shí)根據(jù)74192的功能表，Io9接電源，給兩個(gè)芯片的加計(jì)數(shù)控制端提供高電平。Io10接地，給兩個(gè)芯片的清零控制端提供低電平。Io11連接分計(jì)數(shù)器的分進(jìn)位信號(hào)輸出端。兩片報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出

21、通過兩個(gè)4輸入的或非門輸出一個(gè)信號(hào)給輸出端口Io12，當(dāng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器都減為0時(shí)，可以向外輸出低電平以關(guān)閉使蜂鳴器工作的與門。與門的輸出反饋給端口Io13，給報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)電路提供計(jì)數(shù)脈沖，從而實(shí)現(xiàn)蜂鳴器每響一次報(bào)時(shí)計(jì)數(shù)器正好減1，完成整點(diǎn)點(diǎn)數(shù)的報(bào)時(shí)。</p><p>　　4.1.5 秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　秒脈沖產(chǎn)生電路在此例中的主要功能有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，二是可供整點(diǎn)報(bào)時(shí)所

22、需要的頻率信號(hào)。這里為了簡(jiǎn)化電路，脈沖產(chǎn)生電路用1HZ的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源。</p><p><b>　　4.2 總設(shè)計(jì)圖</b></p><p>　　第5章 仿真調(diào)試過程</p><p>　　5.1電路測(cè)試與仿真</p><p>　　5.1.1 啟動(dòng)仿真電路，可觀察到數(shù)字時(shí)鐘的秒位開始計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)到60后復(fù)位為0，并進(jìn)位到

23、分計(jì)時(shí)電路。</p><p>　　5.1.2 觀察到數(shù)字時(shí)鐘的分位開始計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)到60后復(fù)位為0，并進(jìn)位到時(shí)計(jì)時(shí)電路。</p><p>　　5.1.3 開關(guān)K1可控制時(shí)計(jì)時(shí)電路的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)方式的選擇。單擊控制鍵“C”，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)方式的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　5.1.4 控制鍵“C”“B”可控制將秒脈沖直接引入時(shí)、分計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)校時(shí)和校分功能。</p

24、><p>　　5.1.5 出現(xiàn)整點(diǎn)，即時(shí)計(jì)數(shù)器出現(xiàn)變化時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出相應(yīng)點(diǎn)數(shù)的報(bào)時(shí)（為得到短促響亮的聲響，一般將蜂鳴器的頻率設(shè)為100HZ）。</p><p>　　5.2 仿真過程中的困難及方案</p><p>　　(1)軟件使用問題。由于我們并沒有接觸過Mulitisim 10軟件，故而對(duì)軟件的使用方面存在著一定的困難。另外，由于軟件為英文版，所以給仿真過程中的調(diào)試

25、也帶來了極大的困難。為了克服這些比便，我們到圖書館查閱了大量的資料，并及時(shí)的向老師咨詢，從而順利的完成了仿真過程。</p><p>　　（2）無法驗(yàn)證定時(shí)器產(chǎn)生1Hz脈沖和驗(yàn)證蜂鳴器是否正常工作。為了解決這一問題，我們將示波器接到定時(shí)器輸出端口檢驗(yàn)波形是否為所需頻率的波形，然后將示波器接在蜂鳴器兩端，對(duì)照時(shí)鐘聽聲音的快慢，從而調(diào)整電阻、電容的數(shù)值。</p><p>　?。?）調(diào)整整點(diǎn)報(bào)時(shí)的

26、聲響（四低一高）。由于報(bào)時(shí)時(shí)要求四低一高，我們報(bào)時(shí)時(shí)間間隔太短，變頻也不易實(shí)現(xiàn)，發(fā)聲區(qū)別不明顯，最后經(jīng)過調(diào)試，使之達(dá)到要求，最終實(shí)現(xiàn)了整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。</p><p><b>　　第6章 心得體會(huì)</b></p><p><b>　　第7章、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　序號(hào).作者.書名.版本(第1版可省略).出版地

27、:出版者,出版年;</p><p>　　1、（2006）第043267號(hào).閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.北京：高等教育出版社，2006.5（2010年重?。?lt;/p><p>　　2、（2008）第192946號(hào).郭海文主編.電氣試驗(yàn)技術(shù).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.12</p><p>　　3、（2007）第021329號(hào).薛鵬騫主編.電子技術(shù)自動(dòng)化