數字電子時鐘課程設計報告

1、<p><b>　　“電子技術”課程</b></p><p><b>　　設計報告</b></p><p>　　設計題目：數字電子時鐘</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、摘要 …………………………… 3</p>&

2、lt;p>　　二、電路仿真與設計 …………………….3</p><p>　　2.1 設計目的 ………………………….…3</p><p>　　2.2 設計內容和要求 …………………………3</p><p>　　2.3 數字電子鐘基本原理 ……………………4</p><p>　　2.3.1、方波發(fā)生器 ………………………

3、…4</p><p>　　2.3.2、設計計時電路 …………………………6</p><p>　　2.3.3、顯示電路 …………………………….7</p><p>　　2.3.4、校準電路 ………………………….8</p><p>　　2.3.5、整點報時電路………………………….9</p><p>　　三、存在的問

4、題 ……………………….9</p><p>　　四、心得與體會 ……………………….9</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><

5、b>　　一、摘要</b></p><p>　　數字鐘已成為人們日常生活中不可少的必需品，給人們的生活，學習，工作帶來極大的方便。本文介紹的數字鐘是一種利用數字電路來顯示時、分、秒的裝置，與傳統的機械鐘相比，它具有走時準確，性能穩(wěn)定，顯示直觀，無機械傳動裝置等特點。</p><p>　　數字電子鐘由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數器、譯碼器及顯示器、校時電路等組成。秒信號產

6、生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，一般用555構成的振蕩器或石英晶體振蕩器加分頻器來實現。將標準秒脈沖信號送入“秒計數器”，該計數器采用60進制計數器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖。“分計數器”也采用60進制計數器，每累計60分，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”?！皶r計數器”采用24進制計數器，可以實現一天24h的累計。譯碼顯示電路將“時、分、秒”計數器的輸出

7、狀態(tài)經七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。校時電路是來對“時、分、秒”顯示數字進行校對調整。</p><p><b>　　關鍵字： </b></p><p>　　計數器；譯碼器；顯示器；校時電路 </p><p><b>　　電路仿真與設計</b></p><p>

8、<b>　　2.1 設計目的</b></p><p>　　1、熟悉集成電路的引腳安排和各芯片的邏輯功能及使用方法 2、了解數字電子鐘的組成及工作原理 3、熟悉數字電子鐘的設計與制作</p><p>　　2.2 設計內容和要求 1、以24小時為一個計數周期； 2、 具有“時”、“分”、“秒”數字顯示； 3、 數碼管顯示

9、電路；</p><p><b>　　4、具有校時功能；</b></p><p>　　5、整點前10秒，數字鐘會自動報時，以示提醒； 6、 用EWB或PROTEUS畫出電路原理圖并仿真驗證；</p><p>　　2.3 數字電子鐘基本原理</p><p>　　數字電子鐘的邏輯框圖如圖1所示。它由555集成芯片

10、構成的振蕩電路、計數器、顯示器和校時電路組成。555集成芯片構成的振蕩電路產生的信號作為秒脈沖，秒脈沖送入計數器，計數結果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　2.3.1、方波發(fā)生器</p><p>　　首先設計一個秒脈沖產生電路，可采用555定時器構成多諧振蕩器。通過設計多諧

11、振蕩器電阻、電容的參數大小，使555定時器輸出一個固定頻率為1HZ的方波；</p><p>　　用555定時器組成的多諧振蕩器如圖2(a)所示。接通電源后，電容被充電，當上升到 時，使為低電平，同時放電三極管導通，此時電容通過和放電，下降。當下降到 時，翻轉為高電平。電容器放電所需的時間為 </p><p>　　當放電結束時，截止，

12、將通過、向電容器充電，由 上升到 時所需要的時間為 </p><p>　　當上升到，電路又翻轉為低電平。如此周而復始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。電路的工作波形如圖2(b)。</p><p><b>　　其振蕩周期為</b></p><p><b>　　其振蕩頻率為</b></p>&l

13、t;p>　　為了產生1Hz的脈沖，可以使</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　仿真電路圖如圖3</b></p><p><b>　　所示：</b></p>&l

14、t;p><b>　　圖3</b></p><p>　　2.3.2 設計計時電路</p><p>　　計時電路即是計數電路，通過計數器集成芯片74hc192等完成對秒脈沖的計數，其中要重點考慮所選擇的計數器芯片的進制問題。秒鐘個位計到9進10時，秒鐘個位回0，秒鐘十位進1，秒鐘計到59，進60時，秒鐘回00，分鐘進1…，以此類推，完成全部計時設計。

15、 </p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　如圖4所示，該電路為秒計數電路圖?？芍捎?片</p><p>　　74HC192分別作為秒的個位和十位，秒個位計數器的時鐘脈沖由555方波發(fā)生器產生。從0,1……計數到9時，up再來一個上升沿TCU產生溢出（低電平有效），送到秒十位計數器up產生一個脈沖，從而秒十位加1

16、計數。當秒鐘計數到59，進60（0110 0000）時，秒十位計數器Q1，Q2為高電平，經與非門送到計數器的置數端PL（低電平有效）使計數器置零。以此類推，分計數器（60進制）和時計數（24進制）也是同樣的原理在此不一一解釋。 </p><p>　　2.3.3、顯示電路</p><p>　　根據EWB或PROTEUS元器件庫中數碼管的不同，有四個引腳的（顯示二進制）、有8個引腳的（顯示8

17、段位碼，需要添加譯碼芯片），完成計數結果的輸出顯示。</p><p>　　如圖5所示，對計數器輸出的數據通過4511芯片譯碼顯示在7段數碼管上（圖采用的是共陰極7段數碼管）。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　2.3.4、校準電路

18、</p><p>　　校時電路是在剛接通電源或鐘表走時出現誤差時進行時間校準，本電路只對分和秒進行校準。校時電路要求各種校準必須互不影響，即在小時校正時不影響分和秒的正常計數；在分校正是不影響小時和秒的正常計數。</p><p>　　通過RS觸發(fā)器及與非門對“時”和“分”進行校準的原理如圖6所示。下面以?！胺帧彪娐穪碚f明校準電路的原理：</p><p>　　① 正

19、常計數時，G1門開，秒脈沖進行單位產生的分脈沖可通過G1,G3(開門狀態(tài))送入分計數器，此時G2封鎖，校準脈沖（即秒脈沖）進不去。</p><p>　　② 按下S1則G1封鎖，“分”脈沖受阻，而G2打開，秒脈沖進入分計數器進行快速計數（即較分），校時電路與此完全相同。根據原理圖畫出電路圖如圖7所示。</p><p><b>　　圖7</b></p>&

20、lt;p>　　2.3.5、整點報時電路</p><p>　　根據要求，電路應在整點前10秒鐘內開始整點報時，即當時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。報時電路選74HC30，選led燈為提示器件。</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　當時間在59分50秒到59分59秒時，分計數器的十位個位

21、和秒計數器的十位是不變的即5(0101),9(1001),5(0101),所以把其中</p><p>　　二進制為1的位連接到74HC30上，可以控制LED燈點亮。仿真電路圖如圖8。</p><p><b>　　存在的問題</b></p><p>　　該電路基本上實現了數字電子時鐘的功能，但是還是存在一些不足之處。</p><

22、;p>　　1、555定時器產生的1HZ方波存在一定的誤差，然后由于電路的延時導致顯示的時間可能不準。</p><p>　　改進方案：用石英晶體振蕩器代替555多諧振蕩器</p><p>　　校準信號是通過機械開關校準的，由于機械開關存在抖動，所以校準時會存在按鍵不靈敏的現象。</p><p>　　改進方案：在開關附近加去抖電路</p><p

23、><b>　　四、心得與體會</b></p><p>　　課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，在本次的課程設計中通過自己選題，找材料，分析、設計等，也掌一些軟件的操作方法，這為以后的學習做了鋪墊。整個設計實現

24、了從單一的理論學習到解決實際問題的轉變。通過本次的課程設計，我最大的收獲就是提高了自身的動手能力，培養(yǎng)了我的尋求解決問題的能力和團隊精神也增強了我其它方面的能力。 </p><p>　　在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在同學的討論下，終于游逆而解。在

25、今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！ </p><p>　　一種學習態(tài)度：認真、嚴謹的學習態(tài)度。這就是我的另一個收獲，不僅僅是做課程設計，無論是做什么研究，都必須要有一種

26、認真嚴謹的學習態(tài)度，比如說，獨立思考獨立完成，認真接線，仔細檢查等，這些都是對我們自身能力的一種培養(yǎng)，在以后的學習甚至工作中，很多東西都只能靠自己去獨立思考完成，因此我們也藉此學會了一種獨立思考的學習態(tài)度。</p><p>　　無論最后的結果是怎樣，你參與了，你就肯定有收獲。在這課程設計過程中，我也收獲了許多，我仍然記得將課程設計做出來的時候，那種喜悅的心情，是難以形容的。</p><p>