數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 摘要：設(shè)計(jì)一個(gè)周期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒，具有校時(shí)功能和報(bào)時(shí)功能的電子鐘。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路由時(shí)鐘譯碼顯示電路模塊、脈沖邏輯電路模塊、時(shí)鐘脈沖模塊、整電報(bào)時(shí)模塊、校時(shí)模塊等部分組成。計(jì)數(shù)器采用異步雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90，發(fā)生器使用石英振蕩器，分頻器4060CD及雙D觸發(fā)器74LS74D，整電報(bào)時(shí)電路用門電路及揚(yáng)聲器構(gòu)成。1、 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過解決一，兩個(gè)實(shí)際問題，鞏固和加深在“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的設(shè)計(jì)和實(shí)

2、驗(yàn)?zāi)芰?，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括理論設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)、安裝與調(diào)試及寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。衡量課程設(shè)計(jì)完成好壞的標(biāo)準(zhǔn)是：理論設(shè)計(jì)正確無誤；產(chǎn)品工作穩(wěn)定可靠，能達(dá)到所需要的性能指標(biāo)。本次課程設(shè)計(jì)的題目是“多功能數(shù)字電子鐘電路設(shè)計(jì)”。要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)字電路，模擬電路等課程所學(xué)知識(shí)完成一個(gè)實(shí)際電子器件設(shè)計(jì)。2、 設(shè)計(jì)目的1、讓學(xué)生掌握組合邏輯電路、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(cè)試方法；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；3、提高電路布局布線及檢查和排除故障的能力；4、培養(yǎng)書寫綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。3、 原理方框圖如

3、下1、 圖中晶體振蕩電路由石英32.768KHZ及集成芯。2、 圖中分頻器4060BD芯片及D觸發(fā)器構(gòu)成分頻器。3、 計(jì)數(shù)器由二五十73LS90芯片構(gòu)成。4、 圖中DCD_HEX顯示器用七段數(shù)碼顯示器且本身帶有譯碼器。5、 圖中校時(shí)電路和報(bào)時(shí)電路用門電路構(gòu)成。四、單元電路的設(shè)計(jì)和元器件的選擇1、十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì) 74LS90集成芯片是二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以將INB與QA相連；R0（1）、R0（2）、R9(1)、R9（2）接地（低電平）；INA作為脈沖輸入；QA、QB、QC、QD作為輸出就可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。接線如下圖所示。2、六進(jìn)制電路的設(shè)計(jì) 74LS90集成芯片是異步清零二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

4、。所以采用反饋清零法將INB接QA；QB接R0（1）；QC接R0（2）；R9（1）、R9（2）接地（低電平）；INA作為脈沖輸入；QA、QB、QC、QD作為輸出就可構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。接線圖如下圖所示。3、二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)74LS90集成芯片是二五十BCD碼進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用反饋清零法構(gòu)成：個(gè)位“4”對(duì)應(yīng)“0100”，十位“2”對(duì)應(yīng)“0010”，所以將U14的QC接U15的INA進(jìn)行級(jí)聯(lián)，U15的QB接U15、US14的R0（2）、R0（1），U14的QC接U15、U14的R0（1）、R0（2）。接線圖如上圖所示。4、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的個(gè)位是十進(jìn)制，十位是六進(jìn)制。所以用兩

5、片74LS90集成芯片分別接成十進(jìn)制和六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的QC接六進(jìn)制的INA即可構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。接線圖如下圖所示。5、時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)用6片74LS90構(gòu)成的兩個(gè)六十進(jìn)制和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。將秒位六十計(jì)數(shù)器十位的QD接分位六十計(jì)數(shù)器個(gè)位的INA，分位六十計(jì)數(shù)器十位的QD接時(shí)位二十四計(jì)數(shù)器個(gè)位的INA即可構(gòu)成時(shí)間計(jì)數(shù)電路。顯示器接各計(jì)數(shù)器的輸出QD、QC、QB、QA；輸出QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG接七段數(shù)碼顯示器的a、b、c、d、e、f、g。接線圖如上圖所示。6、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器如下圖所示。時(shí)間計(jì)數(shù)電路需要秒脈沖信號(hào)，分頻

6、電路采用4060BD-14分頻，所以振蕩器輸出為2Hz，再由雙位D觸發(fā)器分頻得1hz的脈沖波。接線圖如下圖所示。7、校時(shí)電路的設(shè)計(jì)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，分或者時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)。8、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)四輸入與門集成芯片U36A-AND4的上兩腳接分十位計(jì)數(shù)器的QA、QC；下兩腳接分個(gè)位計(jì)數(shù)器的QA、QD；U37A-AND4的中間兩腳接秒的十位QA、QC,最下端的腳接秒個(gè)位QA,U30A上端接高于U29A下端的電頻，U30與U32Z之間接秒的個(gè)位QD。這樣就會(huì)在59分51、53、55、57、59秒的時(shí)候U29：輸出高電平，蜂鳴器發(fā)聲。接線圖如下圖所示。五、系統(tǒng)電路總圖及原理數(shù)字電子鐘的電路總圖如下圖所示。用石英

7、R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路和報(bào)時(shí)電路組成。用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(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。校時(shí)電路是用與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，在對(duì)時(shí)個(gè)位校時(shí)時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在對(duì)分個(gè)位校時(shí)時(shí)不影響時(shí)和秒的正常計(jì)數(shù)。報(bào)時(shí)電路是由四輸入與非門和二輸入與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，當(dāng)計(jì)時(shí)到59分51、53、55、57、59秒時(shí)，蜂鳴器都發(fā)聲報(bào)時(shí)，59秒時(shí)最響。六、經(jīng)驗(yàn)體會(huì)雖然我們學(xué)習(xí)了模電和數(shù)電，對(duì)電子技術(shù)有了一些初步了解，但那都是一

8、些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把理論和實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)到的知識(shí)有了進(jìn)一步的理解。為期一周的課程設(shè)計(jì)使我更進(jìn)一步地熟悉了集成芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體使用方法，也鍛煉了自己獨(dú)立思考問題的能力和通過查看資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，但通過這次課程設(shè)計(jì)我們了解到課程設(shè)計(jì)的一般步驟和設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。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。設(shè)計(jì)中最重要的是設(shè)計(jì)的思想，設(shè)計(jì)的過程和設(shè)計(jì)電路中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，電路中各個(gè)部分的功能是如何實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)對(duì)普通計(jì)數(shù)器如何構(gòu)成n進(jìn)制計(jì)數(shù)器有了更深刻的了解和掌握，對(duì)自

9、我的實(shí)踐操作能力也有了很高的提升。另外，在接線時(shí)一定要小心，培養(yǎng)了我們小心謹(jǐn)慎的處理事情的習(xí)慣；在布線方面一定要清晰、橫平豎直、勿交叉等等。本次課程設(shè)計(jì)，通過繪制電路原理圖，我們對(duì)Proteus軟件有了更進(jìn)一步的了解和使用更加熟練。在實(shí)物接線過程中會(huì)出現(xiàn)一些這樣那樣的問題，我們得耐心用萬用表查線，使得我們養(yǎng)成耐心的習(xí)慣?？傊@次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大幫助。參考文獻(xiàn)電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版） 康華光主編 高等教育出版社基于Multisim10的電子仿真實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 王連英主編 北京郵電大學(xué)出版社電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 王愉節(jié) 貴州科技出版社附錄1附錄21、主要元器