數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)

1、 數(shù)字電子技術(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)題 目 數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì) 二o一o 年 六 月 二十九 日 淄博職業(yè)學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 一設(shè)計(jì)任務(wù) 二數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計(jì)框圖 三數(shù)字電子鐘邏輯電路的電路原理圖 四系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)過程及完成的功能 五檢測與調(diào)試. 六總結(jié)與體會(huì)i 數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)目的（1） 掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法（2） 掌握常用數(shù)字集成電路的功能和使用（3） 鞏固數(shù)字電路理論知識，掌握邏輯電路和真值表的畫法二、 數(shù)字鐘的功能及要求（1）功能數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、時(shí)、時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示只管、無傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的

2、應(yīng)用：小到們?nèi)粘５牡茏邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。(2)設(shè)計(jì)要求1.畫出電路原理圖2.電路仿真與調(diào)試3.編寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，總結(jié)體會(huì)三、實(shí)驗(yàn)器材及主要元件（1）74ls48（ 6片） （2）74ls90（5片）（3）74ls191（1片）（4）74ls00（5片）（5）74ls04（3片）（6）74ls74（1片）（7）74ls2o（2片）（8）555集成芯片（1片）（9）共陰七段顯示器（6片）（10）電阻、電容、導(dǎo)線等（若干）四、設(shè)計(jì)原理 圖1數(shù)字電子鐘原理如圖1所示。石英晶體振蕩器和分頻器產(chǎn)生穩(wěn)定的校時(shí)信號和“秒”計(jì)時(shí)信號，對“秒”計(jì)時(shí)信號進(jìn)行6

3、0進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“分”計(jì)時(shí)信號和秒計(jì)數(shù)值，再對“分”計(jì)時(shí)信號進(jìn)行60進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“時(shí)”計(jì)時(shí)信號和分計(jì)數(shù)值，再進(jìn)一步對“時(shí)”計(jì)時(shí)信號進(jìn)行24進(jìn)制計(jì)數(shù)得到時(shí)計(jì)數(shù)值。秒計(jì)數(shù)值、分計(jì)數(shù)值和時(shí)計(jì)數(shù)值譯碼顯示時(shí)間。五、單元電路設(shè)計(jì)（1）石英晶體振蕩器石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率易調(diào)整。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高，但耗電量將增大。如果精度要求不高也可以采用由集成電路定時(shí)器555與rc組成的多諧振蕩器。（2）分頻器由于振蕩器產(chǎn)生的頻率很高，要得到秒脈沖，需要分屏電路。本實(shí)驗(yàn)由集成電路定時(shí)器555與rc組成的多諧振蕩器，產(chǎn)生1khz的脈沖信號。故采用3片中規(guī)模集成電路計(jì)

4、數(shù)器74ls90來實(shí)現(xiàn)，得到需要的秒脈沖信號。(3)計(jì)數(shù)器秒、分、時(shí)、日分別為60、60、24、7進(jìn)制計(jì)數(shù)器、秒、分均為60進(jìn)制，即顯示0059，它們的個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。時(shí)為二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，顯示為0023，個(gè)位仍為十進(jìn)制，而十位為三進(jìn)制，但當(dāng)十進(jìn)位計(jì)到2，而個(gè)位計(jì)到4時(shí)清零，就為二十四進(jìn)制了。用兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在做適當(dāng)?shù)姆答伩蓸?gòu)成60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（4）譯碼器譯碼是指把給定的代碼進(jìn)行翻譯的過程。計(jì)數(shù)器采用的碼制不同，譯碼電路也不同。74ls48驅(qū)動(dòng)器是與8421bcd編碼計(jì)數(shù)器配合用的七段譯碼驅(qū)動(dòng)器。74ls48配有燈測試lt、動(dòng)態(tài)滅燈輸入rbi，滅燈輸入/動(dòng)態(tài)滅燈輸出b

5、i/rbo,當(dāng)lt=0時(shí)，74ls48出去全1。q4 q3 q2 q1顯示1 0 0 0日0 0 0 110 0 1 020 0 1 130 1 0 040 1 0 150 1 1 06（4） 校時(shí)電路當(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“時(shí)”“分”“秒”的校準(zhǔn)。在剛剛開機(jī)接通電源時(shí)，由于日、時(shí)、分、秒為任意值，所以，需要進(jìn)行調(diào)整。置開關(guān)在手動(dòng)位置，分別對時(shí)、分、秒、日進(jìn)行單獨(dú)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由單次脈沖或連續(xù)脈沖來實(shí)現(xiàn)。這里使用的是rs觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)脈沖的輸入，rs觸發(fā)器真值表見下表。rsqn+100qn01110 0 11不確定由以上真值表可以看出，可以通過對rs兩端進(jìn)行控制，是

6、輸入端的狀態(tài)發(fā)生變化，已實(shí)現(xiàn)手動(dòng)輸出單詞脈沖，從而實(shí)現(xiàn)對計(jì)數(shù)器的手動(dòng)控制，達(dá)到所需要的時(shí)間。（5）顯示器用7段發(fā)光二極管顯示時(shí)間，可采用譯碼器74ls48驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)顯示。六、數(shù)字電子鐘邏輯電路圖七、數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試根據(jù)電路圖和有關(guān)器件進(jìn)行組裝，擴(kuò)展電路檢查無誤且均無連線錯(cuò)誤并且顯示正常后，將兩個(gè)電路連為一個(gè)整體，接上+5v電源。觀察時(shí)鐘是否顯示正常；是否在上午7時(shí)59分發(fā)出鬧時(shí)信號，持續(xù)時(shí)間一分鐘；是否有四聲低音分別發(fā)生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲高音法正在59分59秒，它們持續(xù)時(shí)間均為1秒。若不正常則檢查電路各個(gè)部分，直到得到滿意的結(jié)果。八、設(shè)計(jì)總結(jié)通

7、過這次的數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了很多的知識和技能，真的很有收獲。我們進(jìn)一步鞏固了所學(xué)的理論知識，體會(huì)到了什么是學(xué)以致用，理論與實(shí)踐是緊密聯(lián)系在一起的，了解了真值表和邏輯電路圖的應(yīng)用，鍛煉了我們的邏輯思維能力，能夠把所學(xué)的理論知識和實(shí)踐結(jié)合起來，鍛煉了我們的動(dòng)手能力，對我們能力的提升有很大的幫助?？吹阶约旱淖髌?，我們有一種成就感，也看到了一些的不足，激勵(lì)我們要更加努力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。這次的數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)使我們收獲很大，更加了解電路設(shè)計(jì)，為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。九、參考文獻(xiàn)（1）彭介華編著，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京高等教育出版社，1996（2）梁宗善主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)出版社，2009（3）繩光基編著，數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，上海交通大學(xué)出版社，1988（4）張宏富，龔一光主編，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，成都信息工程學(xué)院（5）中國集成電路大全編寫委員會(huì)匯編，中國集成電路大全ttl集成電路，北京國防工業(yè)出版社,1985（6）朱定華主編，電子電路測試與試驗(yàn)，清華大學(xué)出版社，2004課程設(shè)計(jì)成績:項(xiàng) 目業(yè)務(wù)考核成績（70%）（百分制記分）平時(shí)成績（30%）（百分制記分）綜合總成績（百分制記分）數(shù)字