數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--數(shù)字電子鐘

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　題目: 數(shù)字電子鐘</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、內(nèi)容摘要及關(guān)鍵詞………………………………………………1 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………………....2</p>

2、;<p>　　2.2設(shè)計(jì)目的…………………………………..………………………………2</p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)要求………………………………………….…………………….2</p><p>　　2.2.2數(shù)字電子鐘總體框圖...........................................................................

3、......3</p><p>　　三、單元電路的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 4</p><p>　　3.3.1 振蕩器電路..........................................................

4、............................... 4 </p><p>　　3.3.2 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器........................................................................................ 5</p><p>　　3.3.3 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器.....................

5、................................................................... 6 </p><p>　　3.3.4 74LS90功能介紹 .............................................................................8</p><p>　　3.3.5

6、 元器件清單 ....................................................................................... 8 </p><p>　　3.3.6 校時(shí)電路...................................................................... ..................

7、...9</p><p>　　四、本設(shè)計(jì)調(diào)試及改進(jìn) ....................................................................... 10</p><p>　　五、結(jié)束語 ...............................................................................

8、................................... 11</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………12</p><p><b>　　內(nèi)容摘要及關(guān)鍵詞</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個(gè)將‘‘時(shí)’’,‘‘分’’,“秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)

9、，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒。一個(gè)基本的數(shù)字電子鐘電路主要由秒信號(hào)發(fā)生器，“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器組成，由于采用純數(shù)字硬件設(shè)計(jì)制作，與傳統(tǒng)的機(jī)械表相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)，顯示直觀，無機(jī)械傳動(dòng)等特點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的數(shù)字時(shí)鐘采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)、分、秒’’的顯示和調(diào)整。通過采用各種集成數(shù)字芯片搭建電路來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。具體用到了555振蕩器，74LS90及與非，異或等門集成芯片等。該電

10、路具有計(jì)時(shí)功能。</p><p>　　在對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行分析和畫出總體電路圖后，對(duì)各模塊進(jìn)行仿真及實(shí)驗(yàn)接線并記錄結(jié)果。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)電路基本能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞:振蕩器、譯碼顯示器、計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、脈沖產(chǎn)生電路</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></

11、p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　了解計(jì)時(shí)器主體電路的組成及工作原理。</p><p>　　掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。</p><p>　　熟悉集成電路及有關(guān)電子元器件的使用方法。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求:</b></

12、p><p>　　用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字電子鐘，畫出電路圖，并在面包板上進(jìn)行組裝、調(diào)試。并實(shí)現(xiàn)以下功能：</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)、分、秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示的數(shù)字電子鐘。</p><p>　　具有校時(shí)、分的功能。</p><p>　　具有開關(guān)調(diào)節(jié)功能，其中S1開關(guān)調(diào)節(jié)小時(shí)，S2開關(guān)調(diào)節(jié)分鐘，S3復(fù)位。</p>

13、<p><b>　　系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　由振蕩器輸出穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)，秒計(jì)數(shù)器滿60向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器滿60向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器按“24翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器經(jīng)譯碼器送到顯示器；計(jì)數(shù)器出現(xiàn)誤差可用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。</p><p>　　數(shù)字鐘的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示</p><p&

14、gt;　　三、單元電路設(shè)計(jì)部分</p><p>　　由圖1的系統(tǒng)圖知其由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、校正電路組成。</p><p><b>　　振蕩器</b></p><p><b>　　3.1.1</b></p><p>　　秒發(fā)生電路---振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，振蕩器的穩(wěn)定度和頻率的精確度決

15、定了計(jì)時(shí)器的準(zhǔn)確度。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度就越高，但耗電量將越大。所以，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要根據(jù)需要而設(shè)計(jì)出最佳電路。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，采用的是精度不高的，由集成電路555與RC組成的多諧振蕩器。其具體電路如下圖2所示；</p><p>　　接通電源后，電容C1被充電，vC上升，當(dāng)vC上升到大于2/3VCC時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位，放電管T導(dǎo)通，此時(shí)v0為低電平，電容C1通

16、過R2和T放電，使vC下降。當(dāng)vC下降到小于1/3VCC時(shí)，觸發(fā)器被置位，v0翻轉(zhuǎn)為高電平。</p><p><b>　　3.3計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　由圖1的方框圖可以清楚的看到，顯示“時(shí)”、“分”、“秒”需要6片中規(guī)模計(jì)數(shù)器；其中“秒”、“分”各為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，“時(shí)”為24進(jìn)制計(jì)數(shù)。在本設(shè)計(jì)中均用74LS90來實(shí)現(xiàn)：</p><p&

17、gt;　　3.3.1 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　“秒”計(jì)數(shù)器電路與“分”計(jì)數(shù)器電路都是六十進(jìn)制，它由一級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級(jí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接構(gòu)成，如圖5所示，是采用兩片中規(guī)模集成電路74LS90串接起來構(gòu)成的“秒”，“分”計(jì)數(shù)器。</p><p>　　由圖6看出，當(dāng)“時(shí)”個(gè)位U6計(jì)數(shù)器輸入端A（14腳）來到第10觸發(fā)信號(hào)時(shí)，U6計(jì)數(shù)器清零，進(jìn)位端QD向U4“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸入進(jìn)位信

18、號(hào)，當(dāng)?shù)?4個(gè)“時(shí)”（來自“分”計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號(hào)脈沖到達(dá)時(shí)U4計(jì)數(shù)器的狀態(tài)位“0100”，U6計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的QC,和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的QB輸出都為“1”，相與后為“1”。把它們分別送入U(xiǎn)4和U6計(jì)數(shù)器的清零端R01和R02，通過74LS90N內(nèi)部的與非后清零，計(jì)數(shù)器復(fù)零，從而完成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。</p><p>　　3.3.2 二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><

19、p>　　“時(shí)”計(jì)數(shù)為24進(jìn)制的，在本設(shè)計(jì)中24進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路也是由兩個(gè)74LS90組成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路，如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　由圖6看出，當(dāng)“時(shí)”個(gè)位U6計(jì)數(shù)器輸入端A（14腳）來到第10觸發(fā)信號(hào)時(shí)，U6計(jì)數(shù)器清零，進(jìn)位端QD向U4“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸入進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)?shù)?4個(gè)“時(shí)”（來自“分”計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位

20、信號(hào)脈沖到達(dá)時(shí)U4計(jì)數(shù)器的狀態(tài)位“0100”，U6計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的QC,和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的QB輸出都為“1”，相與后為“1”。把它們分別送入U(xiǎn)4和U6計(jì)數(shù)器的清零端R01和R02，通過74LS90N內(nèi)部的與非后清零，計(jì)數(shù)器復(fù)零，從而完成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。</p><p>　　3.3.4 74LS90的功能及引腳</p><p>　　74LS90計(jì)數(shù)器是一

21、種中規(guī)模二一五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，管腳引線如圖3.6-1.</p><p>　　74LS90邏輯電路圖如圖3.6-1所示，它由四個(gè)主從JK觸發(fā)器和一些附加門電路組成，整個(gè)電路可分兩部分，其中FA觸發(fā)器構(gòu)成一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；FD、FC、FB構(gòu)成異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在74LS90計(jì)數(shù)器電路中，設(shè)有專用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。</p><p>　　3.3.5元器件清單</

22、p><p>　　1.555集成塊1片</p><p>　　2.74LS90集成塊3片</p><p>　　3.74LS92集成塊2片</p><p>　　4.74LS191集成塊1片</p><p>　　5.74LS74集成塊1片</p><p>　　6.74LS47集成塊4片</p>

23、<p>　　7. 2．2K電阻1個(gè) 5.1K電阻1個(gè) 滑動(dòng)變阻器1個(gè) 10u,1u電容各一個(gè)</p><p><b>　　8.數(shù)字顯示器4個(gè)</b></p><p><b>　　3.3.6校時(shí)電路</b></p><p>　　數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)

24、通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)接入其中。即為用COMS與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)分校正電路，ln1端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連，ln2端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的1Hz或2Hz信號(hào)，輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。</p>

25、;<p>　　當(dāng)剛接通電源或計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤時(shí)，都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。校正電路如下圖所示</p><p>　　第四節(jié) 電路的總體設(shè)計(jì)與調(diào)試</p><p>　　由第二節(jié)介紹的電路各個(gè)部分的子電路構(gòu)成的各個(gè)部分的功能，再由第一節(jié)的數(shù)字時(shí)鐘的系統(tǒng)原理框圖，可以清楚的知道了總體的電路情況。下面圖8就時(shí)本設(shè)計(jì)的總體電路：</p><p>　　由圖8可以看出和清楚的整

26、個(gè)數(shù)字時(shí)鐘的總體工作原理和整個(gè)工作過程：</p><p>　　由555和RC構(gòu)成的振蕩器產(chǎn)生的1000Hz的高頻信號(hào)經(jīng)過由3片74LS90構(gòu)成的1/1000分頻的分頻器后得到標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)，進(jìn)入60進(jìn)制的“秒”計(jì)時(shí)，“秒”的分位進(jìn)入60進(jìn)制的“分”計(jì)時(shí)，最后，由分的“時(shí)”進(jìn)位進(jìn)入24進(jìn)制的“時(shí)”計(jì)時(shí)。</p><p>　　在電路中，還有由門電路和開關(guān)構(gòu)成的校時(shí)電路對(duì)電路的“時(shí)”，“分”進(jìn)

27、行校時(shí)，得到正確的時(shí)間。</p><p><b>　　結(jié)束語：</b></p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)，使我對(duì)已學(xué)過的電路、數(shù)電等電子技術(shù)的知識(shí)有了更深一步的了解，鍛煉和培養(yǎng)了自己利用已學(xué)知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題的能力。對(duì)自己以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p><p>　　剛開始做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候感覺自己什么都不知道怎么下手，腦子里比較浮躁

28、和零亂。但通過一段時(shí)間的努力，通過重溫?cái)?shù)電等電子技術(shù)的書籍，還有通過查看相關(guān)的設(shè)計(jì)技術(shù)以及一些參考文獻(xiàn)，再加之在老師的指導(dǎo)和周圍同學(xué)的幫助下，使我對(duì)自己的本設(shè)計(jì)有了熟練的掌握。</p><p>　　在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中我充滿了激情和用心。記得在電子電工實(shí)習(xí)的時(shí)候，也是用滿腔的熱情來完成各項(xiàng)實(shí)習(xí)任務(wù)，并在每項(xiàng)實(shí)習(xí)項(xiàng)目中都達(dá)到了優(yōu)秀的成績。 所以，我相信自己的實(shí)際動(dòng)手能力，并一向的加強(qiáng)自己在這方面的努力。在這次的電子技

29、術(shù)設(shè)計(jì)中亦是如此，用自己的雙手和滿腔的熱情來完成各個(gè)環(huán)節(jié)，不斷的在圖書管查看相關(guān)資料和期刊文獻(xiàn)，特別在Internt上也收收獲了很多新鮮的東西。這次設(shè)計(jì)更讓我熟悉了一些常用集成邏輯電路和其相應(yīng)芯片的使用。</p><p>　　雖然，在本設(shè)計(jì)中所用的方案不是最好的，但我想其中的原理是最基本的；雖然其中可能出現(xiàn)的誤差會(huì)計(jì)較大些，但是是最經(jīng)濟(jì)的和實(shí)用的，我想在下去的一段時(shí)間里，我會(huì)將其的實(shí)物在一個(gè)PLC板實(shí)現(xiàn)出來，當(dāng)然

30、也有可能做成一個(gè)成型的數(shù)字時(shí)鐘哦.</p><p>　　最后，我要衷心的感謝老師給了我一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓我更加深刻地了解和認(rèn)識(shí)到了自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，通過這個(gè)課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)了我好多知識(shí)都不熟悉甚至有的東西我根本就不知道，這讓我感到了要學(xué)習(xí)的東西還有很多很多。因此使我更堅(jiān)定了在以后的學(xué)習(xí)中要扎實(shí)好基礎(chǔ)，闊廣知識(shí)面。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p

31、><p>　　唐治德 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京：科學(xué)出版社 2012 </p><p>　?。?）閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）. 北京：高等教育出版社,2005.</p><p>　　(3)黃智偉.電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與分析.北京：電子工業(yè)出版社,2006.</p><p>　?。?）呂思忠 施齊云.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).哈爾濱:哈爾濱