數字電子時鐘課程設計

1、<p><b>　　一、設計任務與要求</b></p><p>　　以“日”作為基準時間信號，設計可計年、月、日的電子萬年歷。</p><p>　　（1）計時結果用8只LED七段數碼顯示器穩(wěn)定顯示</p><p>　?。?）計年的規(guī)則是從0000至9999，計月的規(guī)則是從1至12，計日的規(guī)則是從1至30，用數碼顯示器的小數點區(qū)別顯示的

2、時基單位</p><p>　　（3）具有手動校年、月、日功能。</p><p><b>　　二、方案設計與論證</b></p><p>　　根據這次課程設計的要求，將要設計可調時間的萬年歷，以每月31日，每年12月，可顯示0至9999年設計。將主要用計數器實現計時，會用數字脈沖給計數器信號，來一個脈沖將會加1。調時模塊也會用數字脈沖調時。顯示將

3、會用LED7段數碼管顯示器顯示。</p><p><b>　　方案：</b></p><p>　　1 用數字脈沖來實現計數器的計數，給一個脈沖，計數器將加1。</p><p>　　2 當日加到31時，將會給月功能顯示模塊一個信號，隨之月將會加1。以此類推，月加到12時，也將會給年顯示模塊一個信號，年將會加1。</p><p&

4、gt;　　3 調時模塊：將會用脈沖信號來實現調時功能，在調時模塊中，也將分為日調時，月調時，年個位調時，年十位調時，年百位調時，年千位調時。</p><p>　　三、單元電路設計與參數計算</p><p>　　日顯示模塊：用兩個10進制的計數器（本實驗中用的是74LS160）改成31進制的計數器（整體置零方式），每個計數器的輸出位接入一個LED7段數碼管顯示器。并用數字脈沖給計數器提供信號

5、。</p><p>　　74LS160的功能表如下表</p><p>　　日功能顯示圖如下圖：</p><p>　　如圖，日功能顯示還將會在U11（與非門）輸出，再接入U12非門，來作為月個位的計數控制端的輸入。</p><p>　　月顯示模塊：同樣是用兩個10進制的計數器用整體置零法改為12進制的計數器。每個計數器接入一個LED7段數碼管顯

6、示器。值得注意的是，月顯示模塊中的個位數的計數器的計數控制端接入的是來自日功能顯示輸出的信號。當日加到31時，將會給月顯示模塊一個高電平，使月加1。其中脈沖輸出的是3Hz的信號。月功能顯示模塊如下圖：</p><p>　　同樣的，月功能顯示模塊也將在U3輸出，接入U4非門，來作為年個位的計數控制端的輸入。</p><p>　　年顯示模塊：用4個10進制的計數器改為10000進制的計數器（利

7、用串行進位方式實現）。每個計數器接入一個LED7段數碼管顯示器。個位數的計數器的計數控制端接入的是來自月功能顯示輸出的信號。當月加到12時，年顯示模塊開始工作。年顯示模塊如下圖：</p><p>　　調時模塊：用按鈕和數字脈沖信號相接，按一下按鈕，就會加1。</p><p><b>　　調時模塊如下圖：</b></p><p>　　日，月，年個

8、位調時圖</p><p>　　年十位，百位，千位調時圖</p><p>　　當要調時時，必須將與數字時鐘信號相連的開關斷開，然后再進行調時。</p><p>　　四、總電路工作原理及元器件清單</p><p>　　2．電路完整工作過程描述（總體工作原理）</p><p><b>　?、庞嫊r模塊</b&g

9、t;</p><p>　　打下開關，日模塊將從1開始計時，每來一個脈沖信號將加1，會在數碼顯示管中顯示。當日加到了31，將會通過U11（與非門）輸出，再接入U12非門，來作為月個位的計數控制端的輸入。此時日由置數功能作用下，變?yōu)榱?1，而月部分也會加1，變?yōu)?1。日繼續(xù)增加，月也隨著進位逐步增加。當月份加到24時，將會通過U3（與非門）輸出，再接入U4非門，來作為年個位計數控制端的輸入。此時月在置數的功能作用下，

10、變?yōu)榱?001，年也加到了01。年份部分一直加到9999時，將會變?yōu)?000。</p><p><b>　　⑵數碼顯示模塊</b></p><p>　　此模塊只是起顯示作用，只要將計數器的4個輸出端接到數碼顯示管的4的端口就行。</p><p><b>　?、钦{時模塊</b></p><p>　　此

11、模塊原理是給天數，月份，年份的個位，十位，百位，千位一個脈沖，使得他們加1，以此來實現調時間的功能。首先必須將連接各計數器時鐘端的開關斷開，同時將連接計數器計數控制端的開關閉合。再點擊一下按鈕，計數器就會加1。</p><p><b>　　3．元件清單</b></p><p><b>　　仿真調試與分析</b></p><p&

12、gt;　　電路開始仿真時，首先可以看到八個LED數碼顯示器全部顯示為0。當將連接各計數器時鐘端的開關閉合時，電路開始工作。日模塊從0開始加，加到31時會向月進位，月加1，同時日變?yōu)?1。當月加到12時，將會給年進位，年加1，同時月變?yōu)?1。年模塊可以加到9999，之后重新從0開始計數</p><p>　　將連接各計數器時鐘端的開關斷開，同時將連接計數器計數控制端的開關閉合，將進入調時狀態(tài)。點擊按鈕，將會給計數器脈

13、沖信號，計數器將進入工作狀態(tài)。點擊一下按鈕，計數器就會加1，LED數碼管的顯示也會相應加1。自此，調時功能實現。</p><p>　　在以上過程中，也出現過不進位的情況，檢查進位時，發(fā)現各時鐘的參數不同，致使不進位或LED數碼顯示管顯示混亂。當將各時鐘參數調整后電路正常工作。</p><p><b>　　到此仿真調試結束。</b></p><p&g

14、t;<b>　　結論與心得</b></p><p>　　可以看出，此次設計的電路比較簡單，用的器件比較單一，這也是這次設計的不足。雖然這次設計的調時成功實現，但是調時模塊的設計有不足。但總得來說，此次設計還算成功?；疽竽軐崿F。</p><p>　　剛開始想做個擴展功能，將2月份的天數擴展到28天，29天，30天，31天。具體思路是反饋思想（即用月份反饋給日，年份反

15、饋給月份），將具有相同天數的月份用矩陣實現擴展。但是最后失敗了，仿真不出預想的結果。雖然是失敗了，到時再這過程中也學到很多，發(fā)現自己以前不明白的地方弄明白了。這也是這次設計中一個很大的收獲。</p><p>　　談談自己的心得吧。經過這一周的課程設計，覺得自己學會了很多。首先自己回去重新復習了以前學給的知識，在這過程中自己的基礎得到了鞏固，也將以前不怎么懂的知識搞懂了。其次是自己對這方面的設計產生了很大的興趣，給

16、自己學習帶來了很大的幫助。另外自己也學會了如何更有效的查找資料，也更加認識到網上的資料豐富。這一周，自己過得有點糾結，當電路出錯時，自己就好像進入了瘋狂狀態(tài)，會一直想著這個錯誤。但總得來說，這周給我的很多，自己收獲了很多。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　數字電子技術及應用 科學出版社 李繼凱 楊 燕著</p>