數電課程設計報告數字電子鐘

1、數字電路課程設計報告題目：數字電子鐘 專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班級： 08級電氣( )班 姓名： 同組隊員： 學號: 日期： 2010年 7月 一 設計目的1、根據課堂上所學的知識，通過自己和同組成員共同研究，把數字電子鐘的電路設計出來，以達到把課堂理論和自主實踐相結合的目的2、通過與同組成員共同研究課題，培養(yǎng)我們分工合作的能力；3、把文字性的設計要求形成切實可行的設計方案，培養(yǎng)獨立思考的學習能力；4、通過思考把課堂上獨立的知識點組合成一個統(tǒng)一的數字系統(tǒng)，培養(yǎng)解決實際問題的能力。二 設計要求和設計指標1、顯示時間從00：00：00到23：59：59的數字鐘；2、設計的電路包括產生時基信號，

2、時、分、秒計時電路，顯示電路；3、最小計時時間單位為1s；4.秒、分為00-59 六十進制計數器，時為00-23 二十四進制計數器； 4、擴展功能：實現(xiàn)校時、校分、校秒以及整點報時。 三 總體框圖設計圖：總體框圖本小組設計的數字電子鐘由以下五部分組成：1、 由cd4013集成芯片構成的校時電路；2、 由555定時器構成的多諧振蕩器和由cd4013集成芯片組成秒脈沖發(fā)射器；3、 由74ls192集成芯片構成的二十四進制時計數器，六十進制分、秒計數器；4、 由7448集成芯片構成的時、分、秒譯碼顯示電路；5、 由555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成整點報時電路。四 功能模塊設計和原理說明1、 由cd

3、4013集成芯片構成的校時電路 圖2：時、分校時電路 圖3：秒清零電路時、分校時電路的工作原理：手動校時，按一次能產生一個上升沿脈沖（01）給輸入端口cpu，使計數器的數字顯示增加1。手動校時時，連續(xù)按動，到了調節(jié)到需要的時間為止，這樣能實現(xiàn)時、分的校時。秒清零電路工作原理：手動按一次，秒計數器的異步清零端cr=1，實現(xiàn)了秒清零的目標。特別說明：這里的是可彈回式按鈕，即按一次之后會自動彈回到原來的狀態(tài)。、 由555定時器構成的多諧振蕩器和由cd4013集成芯片組成的秒脈沖發(fā)射器圖4：秒脈沖發(fā)射器多諧振蕩器的頻率計算式為f=1/0.7(rw +2r)c多諧振蕩器的頻率設計為2hz，rw=50k，

4、c=4.7uf因此，f=1/0.7(rw +2r)c=1/0.7(50+2*51)* *4.7* =2hz 調節(jié)電位器rw（約為50k），使多諧振蕩器產生頻率為2hz的方波信號。多諧振蕩器產生的2hz脈沖信號經過cd4013組成的分頻器，進行2分頻，輸出1hz的秒脈沖作為計數器的計數脈沖，脈沖時間為。、 由74ls192集成芯片構成的二十四進制時計數器，六十進制分、秒計數器圖5：六十進制秒計數器圖6：六十進制分計數器圖7：二十四進制時計數器數字電子鐘的計數器由四個74ls192集成芯片組成，其中分、秒計數器都為六十進制計數器，時計數器為二十四進制計數器。74ls192集成芯片說明：a) cu

5、-加計數脈沖輸入端，上升沿有效；b) co-進位輸出信號，加計數時出現(xiàn)，低點平有效；c) cr-異步清零端，高電平有效；d) qi-輸出信號端；74ls192集成芯片作加計數器工作時，端口ucc接高電平。計時器工作原理：（1） 六十進制秒計數器工作原理：左端74ls192集成芯片的cu端口接收秒脈沖發(fā)射器發(fā)出的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數，每過一秒，計數增加量為1；當q3q2q1q0達到1001狀態(tài)時，在下一個脈沖到來時，q3q2q1q0的狀態(tài)瞬間變成0000，與此同時產生進位信號從co端輸出，從右端74ls192集成芯片的cpu輸入此進位信號，qqqq從0000開始計數；當

6、qqqq達到0110時，此時qq的狀態(tài)為1，通過與門電路給分計數器提供脈沖信號（01），使分脈沖計數器開始計數；在給分計數器提供脈沖信號的同時，異步清零端cr=1，使qqqq的狀態(tài)瞬間回到0000狀態(tài)，重新進入下一輪的計數。以上過程分析實現(xiàn)了六十進制秒計數器的功能。（2） 六十進制分計數器工作原理與秒計數器的工作原理相同，左端74ls192集成芯片的cu端口接收秒計數器提供的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數，至qqqq達到0110時，分計數器給時計數器提供脈沖信號，使時計數器開始計數，同時分計數器又返回到最初狀態(tài)。（3） 二十四進制時計數器工作原理：左端74ls192集成芯片的c

7、pu端口接收分計數器提供的脈沖信號時，q3q2q1q0從0000開始計數，當q3q2q1q0達到1001狀態(tài)時，在下一個脈沖到來時，q3q2q1q0的狀態(tài)瞬間變成0000，與此同時產生進位信號從co端輸出，從右端74ls192集成芯片的cpu輸入此進位信號，qqqq從0000開始計數；當qqqq q3q2q1q0達到00100100時，q5q2的狀態(tài)11，通過與門電路使異步清零端cr=1，qqqq q3q2q1q0的狀態(tài)重新回到00000000，此時分、秒計數器的輸出狀態(tài)也都為，整個計數器電路又開始進入下一輪的計數。、 由7448集成芯片構成的時、分、秒譯碼顯示電路圖8：譯碼顯示器7448七段

8、顯示譯碼器功能說明：（）7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅動共陰極顯示器。 7448的功能表如表所示。（）如圖所示，符合功能表中正常顯示的條件，計數器輸出給顯示譯碼器的狀態(tài)從，時顯示譯碼器中顯示的數字從，分，秒顯示譯碼器中顯示的數字從。表5、由555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成整點報時電路圖9：整點報時電路整點報時電路工作原理：分計數器給時計數器提供進位信號的同時，給由555定時器構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的2端提供一個低電平，使得v2，輸出端電位為高電平，因此音響系統(tǒng)工作，實現(xiàn)了整點報時通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器調節(jié)報時聲響的持續(xù)時間t，其最長時間. *4.7* =、 總電路圖程序說明圖：總電路通過

9、校時電路（圖2、圖3）校時后電路正常工作，秒脈沖發(fā)射器（圖）發(fā)送脈沖信號秒計數器（圖）接收脈沖信號開始計數分計數器（圖6）、時計數器（圖7）按照一定的計數規(guī)律計數各計數器的輸出向譯碼顯示器（圖8）提供譯碼信號，使時間數字顯示出來分計數器（圖6）給時計數器 （圖7）提供進位信號時，整點報時電路（圖9）工作，實現(xiàn)整點報時。六 本設計改進建議在電源輸入端增加橋式整流降壓電路如圖11所示，把220v交流電轉化成5v的直流電(如圖12)，使數字電子鐘能直接接入220v交流線路中。圖11：降壓整流濾波電路圖12：降壓整流濾波后的電壓七. 總結（感想和心得等）通過這一個星期時間的課程設計，把課堂知識運用于實踐之中，鍛煉了我們的實踐技能，培養(yǎng)了我們學以致用的能力，在一定程度上鞏固我們所學知識。經過設計的過程，把本學期獨立的知識點和通過查找資料得到的知識結合起來形成一個統(tǒng)一的數字系統(tǒng)，使我們獨立思考與自主學習的能力得到加強。同時，與同組成員共同研究課題的過程中，增強了我們分工合作的能力，不知不覺中培養(yǎng)了我們的團隊意識。在與小組成員共同討論得出電路圖后，后面的原理分析和功能模塊分析完全由自己查找資料進行，結合老師課堂上所講的知識，特別是555定時器和計數器的知識，把數字電子技術課程中所學的用于分