數(shù)電課程設(shè)計報告---數(shù)字鐘

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　題目: 數(shù)字鐘 </p><p>　　2012 年 12 月 12 日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極

2、大的方便， </p><p>　　而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如，定時報 </p><p>　　警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定 </p><p>　　時啟閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備，甚至各種 </p><p>　　定時電氣的自動啟動等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化 </p><p>&

3、lt;b>　　為基礎(chǔ)的。 </b></p><p>　　關(guān)鍵字：定時、定時、報警、譯碼顯示</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 任務(wù)提出與方案論證············&

4、#183;·····················1</p><p>　　2 總體設(shè)計·········

5、3;····················2</p><p>　　2.1 總體參考方案框圖··········&#

6、183;························2</p><p>　　2.2 總體設(shè)計思路······&#

7、183;····························2</p><p>　　3 單元電路設(shè)計··

8、83;························· 3</p><p><b>　　3.1 定時電路</b></p><

9、;p>　　3.1.1 電路設(shè)計·································

10、3;·····3</p><p>　　3.1.2 元件說明·························

11、3;·············3</p><p>　　3.2計數(shù)器模塊原理</p><p>　　3.2.1 電路設(shè)計············&

12、#183;·······················4 </p><p>　　3.2.2 元件說明·····

13、3;·································6</p><p&g

14、t;　　3.3譯碼電路設(shè)計原理</p><p>　　3.3.1 電路設(shè)計····························

15、3;··········7</p><p>　　3.2.2 元件說明····················

16、3;··················7</p><p>　　3.4整點報時功能原理</p><p>　　3.4.1 電路設(shè)計·······

17、·······························7</p><p>　　3.4.2 元件說明

18、····································

19、3;·8</p><p><b>　　3.5校時功能原理</b></p><p>　　3.5.1 電路設(shè)計·····················&

20、#183;················9</p><p>　　3.5.2 元件說明··············&

21、#183;·······················9</p><p><b>　　3.6鬧鐘功能原理</b></p><p>　　3.

22、6.1 電路設(shè)計···································&#

23、183;··10</p><p>　　3.6.2 元件說明····························&

24、#183;·········10</p><p><b>　　3.7顯示切換原理</b></p><p>　　3.71 電路設(shè)計············

25、3;·························9</p><p><b>　　3.8發(fā)聲部分原理</b></p><

26、p>　　3.81 電路設(shè)計··································

27、····9</p><p>　　4 仿真圖····························

28、;···············10</p><p>　　5 總結(jié).················

29、83;····························11</p><p>　　信息工程學院課程設(shè)計任務(wù)書</p>

30、<p>　　信息工程學院課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　年 月 日 </b></p><p>　　1 任務(wù)提出與方案論證</p><p>　　1．設(shè)計一個有“時”、“分”、“秒” （23 小時59 分59 秒）的 </p><p>　　十進制數(shù)字顯示的電子鐘，且有穩(wěn)定可靠的校時功能 （時、

31、</p><p><b>　　分）； </b></p><p>　　2．選用中或小規(guī)模集成電路組成電子鐘，列出調(diào)試步驟； </p><p>　　3．畫出框圖和邏輯電路圖，簡述各部分工作原理，寫出設(shè) </p><p><b>　　計實驗報告。 </b></p><p>　　4．

32、選做部分：整點報時功能。在離整點數(shù)10s 時，自動發(fā) </p><p>　　出鳴叫聲，聲長1s，每隔1s 鳴叫1 次，前4 響是低音，后1 </p><p>　　響為高音，共鳴叫5 次，最后1 響結(jié)束時為整點 </p><p>　?。ǖ鸵纛l率為500Hz，高音頻率為1000Hz）。</p><p><b>　　其主要部分：</

33、b></p><p>　　計時部分，鬧鐘部分，顯示切換部分，控制部分，發(fā)聲部分</p><p>　　計時部分主要組成部分：震蕩器、秒計數(shù)器、分計數(shù)器、時計數(shù)器、 BCD-七段顯示譯碼/驅(qū)動器、LED七段顯示數(shù)碼管、時間校準電路 。</p><p>　　鬧鐘部分：與計時部分相似，只是少了秒信號輸入</p><p>　　顯示切換部分：完成

34、鬧鐘與計時模塊共用顯示模塊。故有切換問題。</p><p>　　發(fā)聲部分：主要由簡單卻又能達到目標的蜂鳴器組成。</p><p><b>　　2 總體設(shè)計</b></p><p>　　2.1、總體設(shè)計框圖</p><p>　　2.2、總體設(shè)計思路</p><p>　　2.21.計時功能實現(xiàn)思路：&

35、lt;/p><p>　　主要由555計時器產(chǎn)生秒信號，74LS161N芯片完成計數(shù)功能，再由CD4511譯碼器譯碼，LCD顯示器顯示。</p><p>　　2.22鬧鐘功能實現(xiàn)思路：</p><p>　　該功能的實現(xiàn)采用了兩個模塊：計時模塊和鬧鐘模塊。計時模塊完成普通計時功能，鬧鐘模塊完成鬧鈴時間記憶。</p><p>　　2.23顯示切換模塊實

36、現(xiàn)思路：</p><p>　　該模塊的的設(shè)計思路不難，主要是設(shè)計了一組電壓控制的單刀雙置開關(guān)群。用開關(guān)群組來實現(xiàn)功能的切換。該模塊在實際設(shè)計中融入了邏輯判斷?？膳袛嘤嫊r模塊與鬧鐘模塊的輸出是否相同，從而達到前面說的鬧鐘功能的實現(xiàn)</p><p><b>　　3 詳細設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 定時電路</

37、b></p><p>　　2.1 秒信號的產(chǎn)生</p><p>　　由555 定時器 得到1Hz 的脈沖，功能主要是產(chǎn)生標準秒脈沖信號和提供功能擴展電路所需要 的信號。 </p><p>　　555計時器構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理：</p><p>　　555定時器構(gòu)成的30s定時電路</p><p>　　3.1

38、.2 元件說明</p><p>　　電路圖中555定時器為NE555，它是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用極為廣泛。</p><p>　　555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)

39、輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。</p><p>　　3.2計數(shù)器模塊原理</p><p>　　在數(shù)字鐘的控制電路中，分和秒的控制都

40、是一樣的，都是由一個十進制計數(shù) 器和一個六進制計數(shù)器串聯(lián)而成的，在電路的設(shè)計中我采用的是統(tǒng)一的器件 74LS161N 的反饋置數(shù)法來實現(xiàn)十進制功能和六進制功能，根據(jù)74LS161 的結(jié)構(gòu) 把輸出端的0101 （十進制為5）用一個與非門74LS00 引到Load 端便可置0，這 樣就實現(xiàn)了六進制計數(shù)。同樣，在輸出端的1001 （十進制為9）用一個與非門 </p><p>　　74LS00 引到Load 端便可置0，

41、這樣就實現(xiàn)了十進制計數(shù)。在分和秒的進位時， 用秒計數(shù)器的Load 端接分計數(shù)器的CLK控制時鐘脈沖，脈沖在上升沿來時計數(shù) 器開始計數(shù)。時計數(shù)器可由兩個十進制計數(shù)器串接并通過反饋接成二十四制計數(shù)器。</p><p>　　74LS161芯片介紹：</p><p><b>　　門控電路電路圖</b></p><p>　　74LS160系列的多進制計數(shù)

42、器組成原理：</p><p>　　3.3譯碼電路設(shè)計原理：</p><p>　　譯碼電路主要由CD4511芯片構(gòu)成。</p><p>　　CD4511是BCD鎖存,7段譯碼,驅(qū)動器</p><p>　　3.31譯碼電路設(shè)計之星期的顯示</p><p>　　關(guān)于星期的顯示，本小組采用指示燈亮滅來指示星期。</p&g

43、t;<p>　　3.32 譯碼電路設(shè)計</p><p>　　星期顯示的譯碼電路直接由基本門電路組成：</p><p>　　3.4整點報時功能原理</p><p><b>　　3.5校時功能原理</b></p><p>　　時鐘出現(xiàn)誤差時，需校準。當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時是數(shù)字鐘

44、應(yīng)具備的基本功能。對校時電路的要求是，在小時校正時 不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。</p><p>　　具體設(shè)計方法是：用一個單刀雙擲開關(guān)切換計數(shù) 功能與校時功能，另一端接計數(shù)器的脈沖輸入端，開關(guān)置于函數(shù)發(fā)生器這一端便 可以校時，置于計數(shù)器的進位端便是計時。不校正時間時開關(guān)都應(yīng)打在與非門的那一端。 </p><p><b>　　校時原理圖：</

45、b></p><p><b>　　3.6鬧鐘功能原理</b></p><p>　　1鬧鐘模塊實現(xiàn)的功能實際只是記憶鬧鈴時間。原理與計時部分相同。其仿真圖為</p><p><b>　　2 鬧鐘實現(xiàn)原理</b></p><p><b>　　c</b></p>

46、<p><b>　　3鬧鈴時間邏斷原理</b></p><p>　　該功能的實現(xiàn)原理為比較計時模塊與鬧鈴時間記憶模塊兩者的輸出，相同則判斷為該鬧鈴，觸發(fā)鬧鈴事件；反之則不觸發(fā)。</p><p>　　判斷的實現(xiàn)借助異或門。</p><p>　　3.7 顯示切換原理</p><p>　　顯示切換模塊實質(zhì)為一由基本門

47、電路實現(xiàn)的電壓控制的單刀雙置開關(guān)群。</p><p><b>　　1 顯示切換仿真圖</b></p><p><b>　　3.8發(fā)聲部分原理</b></p><p>　　本設(shè)計的發(fā)聲部分有兩部分：整點報時和鬧鈴兩者都采用簡單而實用的蜂鳴器，簡化電路。</p><p><b>　　4仿真 &

48、lt;/b></p><p><b>　　按下開關(guān) </b></p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　電子工程設(shè)計訓練課不同于我們以前傳統(tǒng)意義上的學科，不僅僅是要告訴我們一種知識，更要我們在了解了知識的基礎(chǔ)上自己動手將其驗證。老師只是在最開始的一堂課上，告訴了我們一些注意事項及需要用到的知識

49、范圍。剩下的就都是我們自己的工作了、實驗結(jié)束后，我們覺得這門課真的很考驗綜合能力，要求我們具有專業(yè)知識的同時，動手能力也一定要強。還要考驗兩個人的默契及合作能力。是真正考驗全面能力的一門學科。</p><p>　　通過這次設(shè)計，制作，調(diào)試的全過程。提高了我們在電子工程設(shè)計和實際操作方面的綜合能力，初步培養(yǎng)了在完成工程項目中應(yīng)具備的基本素質(zhì)和要求</p><p><b>　　參考文

50、獻</b></p><p>　　[1]康華光，陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)—模擬部分（第五版）［M]. 北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[2]楊志忠、衛(wèi)樺林 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）：高等教育出版社 2009 </p><p>　　[3]蔣黎紅 模電數(shù)電基礎(chǔ)實驗及multisim7仿真：浙江大學出版社，2007 </p>