數(shù)電課程設(shè)計(jì)(數(shù)字時(shí)鐘)

1、<p><b>　　本科生課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) </p><p>　　課 程： 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班

2、 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： &l

3、t;/p><p>　　完成日期： </p><p><b>　　總 目 錄</b></p><p><b>　　第一部分：任務(wù)書</b></p><p>　　第二部分：課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　第三部分： 設(shè)

4、計(jì)圖紙</p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務(wù)</b></p><p><b>　　書</b></p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)

5、書</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　本課程是在學(xué)完《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》之后，集中一周時(shí)間，進(jìn)行的復(fù)雜程度較高綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題的實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)，要求達(dá)到以下目的： </p><p>　　使學(xué)生進(jìn)一步掌握數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題、解決問

6、題的能力； </p><p>　　使學(xué)生基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?</p><p>　　熟悉并學(xué)會(huì)選用電子元器件，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　必須獨(dú)立完成設(shè)計(jì)課題； </p>

7、<p><b>　　合理選用元器件； </b></p><p>　　按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)并提交設(shè)計(jì)報(bào)告。 </p><p>　　三、設(shè)計(jì)題目及內(nèi)容 </p><p><b>　　數(shù)字時(shí)鐘電路</b></p><p>　?。?）、具有“時(shí)”“分”的數(shù)字顯示時(shí)鐘；</p><

8、p>　?。?）、“秒”不作數(shù)字顯示，只使“時(shí)”和“分”之間“：”間隔閃亮；</p><p>　?。?）、具有校分和校時(shí)功能；</p><p>　　（4）、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（59分50秒開始間歇報(bào)時(shí)）。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　用中小型規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)出所要求的電路；&l

9、t;/p><p>　　在實(shí)驗(yàn)箱上安裝、調(diào)試出所設(shè)計(jì)的電路。</p><p>　　在EDA編程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成硬件系統(tǒng)的功能仿真。</p><p>　　寫出設(shè)計(jì)、調(diào)試、總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　五、使用儀器設(shè)備</b></p><p>　　穩(wěn)壓電源(±5V，±15V)；&

10、lt;/p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)電路箱；</b></p><p><b>　　低頻信號(hào)發(fā)生器；</b></p><p><b>　　示波器；</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、“模擬電

11、子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”教材；</p><p>　　2、有關(guān)“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”；</p><p>　　3、“集成電路特性應(yīng)用手冊(cè)”；</p><p>　　EDA技術(shù)使用教程；</p><p><b>　　其他。</b></p><p><b>　　第 二 部 分<

12、/b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b>

13、;</p><p><b>　　告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求…………….………………………………………….….….（09）</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案………………………………………….…………….（10）</

14、p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………..………..……….….…（10）</p><p>　　2.2 方案特點(diǎn)…………………………………………………..………..…………..…（10）</p><p>　　3 控制電路設(shè)計(jì)…………………………………………...…………………（11）</p><p>　　3.1 控制

15、電路工作原理………………………………………..………..……………..（11）</p><p>　　3.2 器件選型…………………………………….………………………………..（11）</p><p>　　4 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)…………………………………………...……………（12）</p><p>　　4.1 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理………………………………………..……

16、…..………（12）</p><p>　　4.2器件選型…………………………………….………………………………..（12）</p><p>　　5 計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)…………………………………………...…………………（13）</p><p>　　5.1 計(jì)數(shù)電路工作原理………………………………………..………..………（13）</p><p>　

17、　5.2 器件選型…………………………………….………………………………..（14）</p><p>　　6 系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)……………………………………...…………………（15）</p><p>　　6.1 系統(tǒng)總體電路………………………………….. ………. ………..……………..（15）</p><p>　　6.2 電路說明…………………………………….

18、………………………………..（15）</p><p>　　7 電路調(diào)試………………………………………………...…………………（16）</p><p>　　7.1 計(jì)數(shù)電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析…………………………………….…..….（16）</p><p>　　7.2 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析…………………………………….….（16）</p>&l

19、t;p>　　7.3 控制電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析……………………………………….….….（16）</p><p>　　7.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析………………………………………….….….（16）</p><p>　　8 改進(jìn)意見及收獲體會(huì)…………………………………...…………………（17）</p><p>　　9 器件明細(xì)清單………………………………………

20、…...…………………（18）</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………….……………………………….（19）</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：數(shù)字時(shí)鐘電路</p><p>　?。?）、具有“時(shí)”“分”的數(shù)字顯示時(shí)鐘；</p><p&

21、gt;　?。?）、“秒”不作數(shù)字顯示，只使“時(shí)”和“分”之間“：”間隔閃亮；</p><p>　?。?）、具有校分和校時(shí)功能；</p><p>　　（4）、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能（59分50秒開始間歇報(bào)時(shí)）。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　?。?）用中小型規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)出所要求的電路；&l

22、t;/p><p>　　（2）在實(shí)驗(yàn)箱上安裝、調(diào)試出所設(shè)計(jì)的電路；</p><p>　?。?）寫出設(shè)計(jì)、調(diào)試、總結(jié)報(bào)告。</p><p><b>　　2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　數(shù)字時(shí)鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻

23、率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。數(shù)字時(shí)鐘電路由顯示、譯碼、計(jì)數(shù)電路、脈沖電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、手動(dòng)校時(shí)校分電路和開機(jī)清零電路五部分組成。數(shù)字電子鐘的總體框圖如下圖所示：</p><p><b>　　2.2方案特點(diǎn)</b></p><p>　　當(dāng)電子鐘開機(jī)時(shí)時(shí)、分、秒校零，數(shù)碼管顯示為0；脈沖電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)，在信號(hào)的作用下，電子鐘開始計(jì)時(shí)，秒分均為六十進(jìn)制，時(shí)為二十四進(jìn)

24、制。秒閃爍六十秒產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào)作為分的脈沖信號(hào)，分的進(jìn)位信號(hào)作為時(shí)的脈沖信號(hào)；同時(shí)可以手動(dòng)校時(shí)校分；當(dāng)時(shí)間為59分50秒時(shí)，報(bào)時(shí)電路整點(diǎn)報(bào)時(shí)，報(bào)時(shí)電路的發(fā)光二極管每兩秒閃爍一次。</p><p><b>　　3控制電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1控制電路工作原理</p><p>　　當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正

25、。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。</p><p>　　下面是在MAX PLUSⅡ里設(shè)計(jì)的校時(shí)校分控制電路原理圖</p><p><b>　　3.2器件選型</b></p><p>　　需要兩片四2輸入與非門74LS0

26、0。</p><p>　　4 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理</p><p>　　當(dāng)分達(dá)到59即十位顯示5，個(gè)位顯示為9時(shí)，秒從51起，響一秒停一秒，奇數(shù)響，偶數(shù)停，前四聲較小，最后一聲較大（用不同方波脈沖驅(qū)動(dòng)）。與門1取出59分信號(hào)，與門2取出51~59秒信號(hào)，奇數(shù)秒時(shí)出高電平，偶數(shù)秒出低電平，與門3將奇數(shù)秒時(shí)輸出的低電平送至74

27、153數(shù)據(jù)選擇器的地址端A1，1KHZ信號(hào)送至數(shù)據(jù)選擇器的D1，經(jīng)D觸發(fā)器分頻后的250HZ信號(hào)送至D0，與門4到59秒時(shí)輸出高電平送至A0。當(dāng)A1A0=00時(shí)，選通D0，用250HZ的信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭；當(dāng)A1A0=01時(shí)，選通D1，用1KHZ的信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭；其他情況下喇叭不響。</p><p>　　下面是在MAX PLUSⅡ里設(shè)計(jì)的整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　4

28、.2器件選型 </b></p><p>　　一片74LS04，六片74LS160，一片74LS74。</p><p><b>　　5 計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1計(jì)數(shù)電路工作原理</p><p>　　秒脈沖信號(hào)經(jīng)過6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位，“分”個(gè)位、十位及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)

29、時(shí)?！懊搿?、“分”計(jì)數(shù)為60進(jìn)制，小時(shí)為24進(jìn)制。</p><p>　?。?）60進(jìn)制計(jì)數(shù)：“秒”計(jì)數(shù)器電路和“分”計(jì)數(shù)器電路都是60進(jìn)制，采用整體置數(shù)方式。首先將兩片74160接成百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。然后將電路的59狀態(tài)譯碼產(chǎn)生置數(shù)端為0的信號(hào)，同時(shí)加到兩片74160上，在下個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（第60個(gè)輸入脈沖）到達(dá)時(shí)，將0000同時(shí)置入兩片74160中，從而得到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)位信號(hào)直接有與非門的輸出端引出。 </

30、p><p><b>　　“秒”計(jì)數(shù)器電路：</b></p><p><b>　　“分”計(jì)數(shù)器電路：</b></p><p>　?。?）24進(jìn)制計(jì)數(shù)：“時(shí)”計(jì)數(shù)器電路是二十四進(jìn)制，采用整體置零的接法。首先將兩片74160連成一個(gè)一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器從全0狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，計(jì)入24個(gè)脈沖時(shí)，經(jīng)與非門譯碼產(chǎn)生低電平信號(hào)立刻將兩片74

31、160同時(shí)置零，于是便得到了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p><b>　　“時(shí)”計(jì)數(shù)器電路：</b></p><p>　　下面是在MAX PLUSⅡ里設(shè)計(jì)的時(shí)分秒電路原理圖</p><p><b>　　5.2器件選型</b></p><p>　　需要六片74LS160，一片74LS20，一片74L

32、S00。</p><p><b>　　6系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1系統(tǒng)總體電路</b></p><p><b>　　6.2 電路說明</b></p><p>　　整個(gè)數(shù)字鐘由時(shí)間計(jì)數(shù)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、校時(shí)校分電路組成。</p>

33、<p>　　產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，將秒脈沖信號(hào)送人發(fā)光二極管和“秒”計(jì)數(shù)器電路。</p><p>　　以校正電路代替時(shí)間計(jì)數(shù)電路中的時(shí)、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時(shí)電路處于正常輸入信號(hào)時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時(shí)，但當(dāng)分校正時(shí)，其不會(huì)產(chǎn)生向時(shí)進(jìn)位，而分與時(shí)的校位是分開的，而校正電路也是一個(gè)獨(dú)立的電路。</p><p><b>　　7電路調(diào)試 </b></p&

34、gt;<p>　　7.1 計(jì)數(shù)電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　將1秒信號(hào)分別送人“時(shí)”、“分”計(jì)數(shù)器，檢查各級(jí)計(jì)數(shù)器的工作情況。</p><p>　　7.2 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果</p><p>　　接入一個(gè)較高頻率的脈沖，讓“分”快速跳至59，觀察用來報(bào)時(shí)的發(fā)光二極管是否每隔兩秒閃一下。</p><p>

35、　　7.3控制電路調(diào)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　閉合開關(guān)K1對(duì)“分”進(jìn)行校時(shí)，閉合開關(guān)K2對(duì)“時(shí)”進(jìn)行校時(shí)。剛開始，閉合開關(guān)K1或K2中的任何一個(gè)都對(duì)“分”和“時(shí)”同時(shí)校時(shí)，后來我們又加了一個(gè)電阻使?！皶r(shí)”電路和?！胺帧彪娐吠耆?dú)立，得到了滿足要求的校時(shí)電路。</p><p>　　7.4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析</p><p>　　在實(shí)驗(yàn)箱上組裝電子鐘，注

36、意器件管腳的連接一定要準(zhǔn)確，“懸空端”、“清零端”、“置1端”要正確處理。當(dāng)所有器件調(diào)試正常以后，觀察電子鐘是否準(zhǔn)確正常工作。結(jié)果表明得到了滿足要求的數(shù)字鐘。</p><p>　　8改進(jìn)意見及收獲體會(huì)</p><p>　　通過這一周的課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我學(xué)會(huì)了許多在平時(shí)的課堂與實(shí)驗(yàn)中學(xué)不到的知識(shí)。我了解到課程設(shè)計(jì)不同于普通的實(shí)驗(yàn)，只是根據(jù)給定的電路圖連接電路，而需要我們自己思考設(shè)計(jì)電路，然后再

37、動(dòng)手連接，是真真正正的理論聯(lián)系實(shí)際。雖然我抽中了相對(duì)比較繁瑣的數(shù)字時(shí)鐘電路的硬件設(shè)計(jì)，花費(fèi)了比軟件設(shè)計(jì)更多的時(shí)間與精力去完成，但這大大提高了我的動(dòng)手實(shí)踐能力。</p><p>　　第一天上午接受任務(wù)之后，我們下午便開始查閱資料，設(shè)計(jì)電路，構(gòu)思實(shí)驗(yàn)。然而這個(gè)電路繁瑣復(fù)雜，我們忙了很久卻仍毫無頭緒。好不容易在我們幾個(gè)人齊心協(xié)力、拼拼湊湊之下，設(shè)計(jì)出了電路，但卻始終無法調(diào)試成功。后來是指導(dǎo)老師提醒我們對(duì)于這種復(fù)雜繁瑣的

38、電路，應(yīng)該把每一部分分開來設(shè)計(jì)，逐一調(diào)試成功后再連接成總電路。因此，我們每設(shè)計(jì)成功一小部分電路，再把硬件按照電路連接起來，并檢測(cè)它的準(zhǔn)確性后再進(jìn)行下一步電路的設(shè)計(jì)。在連電路的時(shí)候，我與我的搭檔分工協(xié)作，她負(fù)責(zé)查詢電路與管腳號(hào)，我負(fù)責(zé)連接線路。由于電路很復(fù)雜，電路線重重交叉，看得我們眼花繚亂。因此我們打起了十二萬分的精神仔細(xì)地連接線路，唯恐出現(xiàn)一點(diǎn)差錯(cuò)，從而導(dǎo)致功虧一簣。盡管如此，我們卻還是出了差錯(cuò)，不得不中途拆了重來。到最后電路終于連接

39、成功，并且沒有錯(cuò)誤時(shí)，我們感到很有成就感。</p><p>　　相信在今后的課程設(shè)計(jì)中我們一定能做的更好！</p><p><b>　　9器件明細(xì)清單</b></p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石主編．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）．北京：高教出版社， 2