數(shù)電課程設(shè)計(jì)--數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

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

2、;p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　完 成 時(shí) 間

3、 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)（3）</p><p>　　1．1 課程設(shè)計(jì)的目的（3）</p><p>　　1．2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求（3）</p><p>　　2 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖（3）</p><p

4、>　　2．1 數(shù)字電子鐘基本原理（3）</p><p>　　2．2 原理框圖（4）</p><p>　　3.單元電路設(shè)計(jì)及元件選擇………………………………………………(4)</p><p>　　3.1 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(4)</p><p>　　3.2二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器(5)</p><p>　　3.3 顯示

5、屏(6)</p><p>　　3.4 校時(shí)電路(6)</p><p>　　3.5報(bào)時(shí)電路…………………………………………………………………………(7)</p><p>　　4 電路仿真(8)</p><p>　　4.1 Multisi(8)</p><p>　　4.2 數(shù)字鐘總電路圖(8)</p>

6、;<p>　　4.3仿真電路測試結(jié)果………………………………………………………………(9)</p><p>　　5 電路實(shí)驗(yàn)結(jié)果(10)</p><p>　　6 收獲與體會(huì) (10)</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………（11）</p><p>　　一 設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)</p&g

7、t;<p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　1掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測試方法；</p><p>　　2進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力；</p><p>　　3提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；</p><p>　　4培養(yǎng)書寫綜合實(shí)驗(yàn)

8、報(bào)告的能力。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　顯示時(shí),分，秒。</b></p><p>　　采用二十四小時(shí)制或者十二小時(shí)制。</p><p>　　具有校時(shí)功能?？梢詫?duì)小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對(duì)

9、分校時(shí)的時(shí)候，停止分向小時(shí)進(jìn)位。校時(shí)時(shí)鐘源可以手動(dòng)輸入或借用電路中的時(shí)鐘。</p><p>　　具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，正點(diǎn)前10秒開始，蜂鳴器一秒響一秒停地響五次。</p><p>　　為了保證計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。</p><p>　　1.2.2方案論證，確定總體電路原理方框圖。 </p><p>　　1.2.3單

10、元電路設(shè)計(jì)，元器件選擇。 </p><p>　　1.2.4仿真調(diào)試及測量結(jié)果</p><p><b>　　1.2.2內(nèi)容要求</b></p><p><b>　?、?設(shè)計(jì)指標(biāo)。</b></p><p>　?、?畫出設(shè)計(jì)的原理框圖，并要求說明該框圖的工作過程及每個(gè)模塊的功能。</p>&

11、lt;p>　　③ 列出元器件清單，并畫出管腳分配圖和芯片引腳圖。</p><p>　?、?畫出各功能模塊的電路圖，加上原理說明（如2、5進(jìn)制到10進(jìn)制轉(zhuǎn)換，10進(jìn)制到6進(jìn)制轉(zhuǎn)換的原理，個(gè)位到十位的進(jìn)位信號(hào)選擇和變換等）。</p><p>　?、?畫出總布局接線圖（集成塊按實(shí)際布局位置畫，關(guān)鍵的連接應(yīng)單獨(dú)畫出，計(jì)數(shù)器到譯碼器的數(shù)據(jù)線、譯碼器到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線可以簡化畫法，但集成塊的引腳須

12、按實(shí)際位置畫，并注明名稱）。</p><p>　?、?數(shù)字鐘的運(yùn)行結(jié)果和使用說明。</p><p>　　⑧ 設(shè)計(jì)總結(jié)：設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決辦法；設(shè)計(jì)過程中的心得體會(huì)；對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方式等提出建議。</p><p>　　2 電路設(shè)計(jì)總方案及原理框圖</p><p>　　1.數(shù)字電子鐘基本原理</p><p>　

13、　數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)果通過“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。</p><p><b>　　原理框圖</b></p><p><b>　　2—1</b></p>

14、<p>　　3單元電路設(shè)計(jì)及元器件選擇</p><p><b>　　（一）計(jì)數(shù)器</b></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、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為六十進(jìn)制，小時(shí)為二十四進(jìn)制。</p><p><b>　　3.1六十進(jìn)制計(jì)數(shù)</b>

15、</p><p>　　由分頻器來的秒脈沖信號(hào)，首先送到“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，秒計(jì)數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，所以，選用兩片74LS48N組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，來實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-1所示。</p><p>　　3-1（60進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）</p><p>　　3.2二十四進(jìn)制計(jì)

16、數(shù)</p><p>　　“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”規(guī)律計(jì)數(shù)的，這與日常生活中的計(jì)時(shí)規(guī)律相同。在此實(shí)驗(yàn)中，它是由兩片74LS48N構(gòu)造成的二十四計(jì)數(shù)器，利用異步清零端實(shí)現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時(shí)”十位是3進(jìn)制，“時(shí)”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-2所示.</p><p>　　3

17、-2（24進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）</p><p><b>　　3.3顯示器</b></p><p>　　本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。如圖3-3</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　3.4校時(shí)電路<

18、;/b></p><p>　　當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間。校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”“分”“秒”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計(jì)時(shí)和校對(duì)位置。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“時(shí)”“分”的校對(duì)。對(duì)校時(shí)的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。 通過A來調(diào)節(jié)小時(shí)。用D鍵來調(diào)節(jié)分。如圖3-4</p><p><b>　　3.5整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b>&l

19、t;/p><p>　　數(shù)字鐘整點(diǎn)報(bào)時(shí)是最基本的功能之一。實(shí)驗(yàn)要求的是在離整點(diǎn)差10秒時(shí)，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，共響5次，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如圖3-5所示。</p><p>　　3-5所示（圖中報(bào)警器用指示燈來表示）</p><p><b>　　4仿真及仿真結(jié)果</b></p>

20、<p>　　4.1Multisi</p><p>　　仿真是通過Multisim軟件進(jìn)行的。仿真電路測試過程：</p><p>　　是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。</p><p>　　4.2數(shù)字

21、鐘總電路圖</p><p>　　數(shù)字鐘總電路見圖4-1</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　4.3仿真電路測試結(jié)果</p><p>　　在仿真軟件上進(jìn)行仿真.時(shí)鐘進(jìn)行走動(dòng).效果見圖4-2</p><p><b>　　圖4-2</b></p&

22、gt;<p><b>　　5實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　通過運(yùn)用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的24小時(shí)制的數(shù)字電子時(shí)鐘，經(jīng)過試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了一下基本功能：</p><p>　　能準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。</p><p>　　能實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，</p><p>　　能定時(shí)控制，且能驚醒校正

23、時(shí)間（通過開關(guān)A,D調(diào)時(shí)、分）。</p><p><b>　　6收獲與體會(huì)：</b></p><p><b>　　6.1收獲體會(huì)</b></p><p>　　通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使

24、用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對(duì)待問題時(shí)的態(tài)度和處理事情的能力。各個(gè)芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時(shí)應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個(gè)電路可以用那些芯片實(shí)現(xiàn)，各個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能的區(qū)別。</p><p>　　另外，我還漸漸熟悉了muti

25、sim這個(gè)仿真軟件的各個(gè)功能，讓我體會(huì)到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對(duì)辦公軟件有了更進(jìn)一步的了解和掌握。</p><p>　　總而言之,這次課程設(shè)計(jì)極大的提高我在電子電路方面的各項(xiàng)能力。是我能夠在以后的學(xué)習(xí)中更加熟練的運(yùn)用知識(shí)。不斷提高自己的能力。</p><p>　　6.2設(shè)計(jì)中的不足與誤差</p><p>　　電路有些許復(fù)雜,報(bào)時(shí)器工作不正常.剛

26、開始秒鐘走時(shí)過快.通過對(duì)振蕩器中電阻的調(diào)節(jié)讓時(shí)鐘走的更加準(zhǔn)確，從來達(dá)到計(jì)時(shí)目的</p><p>　　報(bào)時(shí)電路工作不正常，到達(dá)正點(diǎn)時(shí)無法進(jìn)行報(bào)時(shí)，通過改正電路修理。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　江曉安，董秀峰《數(shù)字電子技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p><b>