數(shù)字電子鐘的課程設計論文

1、數(shù)字電子鐘的課程設計論文 1 引言 由于集成電路制造技術日新月異，電子電路的設計日 趨復雜。為了能在電路付諸實現(xiàn)之前，完全掌握操作環(huán)境 因素(如電源電壓、溫度等)對電路的影響，利用電腦輔助 設計進行電模擬與分析，并進行輸入與輸出信號響應的驗證，可有效地節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)的時間與成本。 2設計目的 2.1掌握數(shù)字鐘的工作原理及其設計方法 2.2熟悉常用數(shù)字集成電路的使用方法 2.3應用ewb軟件進行仿真 3 設計內(nèi)容及要求 3.1設計一個有“時”、“分”、“秒”（23小時59分59秒）顯示的數(shù)字時鐘。（“時”和“分”的校準電路部分為選做內(nèi)容） 3.2用中小規(guī)模集成電路（ewb中的74160、555定時

2、器）組成數(shù)字電子鐘，進行組裝調(diào)試，并進行仿真。 3.3畫出原理框圖和邏輯電路圖，寫出設計實驗總結(jié)報告。 4 數(shù)字電子鐘的基本原理 4.1數(shù)字電子鐘的原理框圖 如圖1所示，秒脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖送入計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。數(shù) 碼 管數(shù) 碼 管數(shù) 碼 管 譯 碼 器譯 碼 器 碼 器秒計數(shù)器分計數(shù)器時計數(shù)器555圖1 數(shù)字電子鐘原理框圖4.2秒脈沖產(chǎn)生電路 圖2所示為555集成定時器構(gòu)成的振蕩周期為1秒的多諧振蕩器。將該電路產(chǎn)生的秒脈沖信號送到計數(shù)器中，分別得到計“秒”的個位和十位、計“分”的個位和十位，以及計“時”的個位和十位的計數(shù)信號。 圖2由555集成定時

3、器構(gòu)成的多諧振蕩器 圖3計秒（或計分）的六十進制計數(shù)原理框圖4.3計數(shù)器 計“秒”（和計“分”）電路： “秒”計數(shù)是六十進制，可由一級十進制計數(shù)器和一級六進制計數(shù)器構(gòu)成。如圖3所示。其中IC1和IC2 可選用74160/290等計數(shù)芯片。 IC1應連接成十進制計數(shù)器, IC2應接成六進制計數(shù)。兩者一起構(gòu)成六十進制計數(shù)器，即實現(xiàn)了記“秒”的功能。計“分”電路與計秒電路完全相同，可另外用兩個計數(shù)芯片IC3和IC4連接而成。 計“小時”電路： 小時的計數(shù)可以是二十四進制（也可以是十二進制），計數(shù)電路原理框圖如圖4所示。仍由兩塊集成計數(shù)芯片IC5和IC6組成。其中IC5為“小時”的個位計數(shù)，從初態(tài)QD

4、QCQBQA0000開始計數(shù)，當IC5的計數(shù)輸入（每小時一個計數(shù)脈沖）CP5接收到由計分進位輸出的第10個脈沖信號（對應第10個小時）時，IC5應當復位，即QDQCQBQA0000。同時應向IC6輸出進位脈沖信號，此時IC6應計數(shù)為0001。當?shù)?0個脈沖到來時則應為0010，當?shù)?4個脈沖到來時，IC5和IC6的狀態(tài)都應變?yōu)?000，即完成二十四進制計數(shù)，實現(xiàn)了計“小時”的功能。 圖4計小時的二十四進制計數(shù)原理框圖圖四5調(diào)試要點 步驟如下： 5.1用示波器檢測振蕩器的輸出信號波形和頻率。 5.2將振蕩信號分別送入“時”“分”“秒”計數(shù)器，檢查各級計數(shù)器的工作情況。 5.3觀察校準電路是否滿足

5、設計要求。 5.4觀察電子鐘是否準確正常的工作。 6設計步驟 6.1秒脈沖發(fā)生器的設計 繪制電路原理圖 圖5 555定時器組成的多諧振蕩器該電路圖有一個555定時器和R1=48K，R2=48K電阻及C1=10uf和C2=0.01uf構(gòu)成。6.1.2周期T的測量 測量步驟及數(shù)值計算簡介：取輸出脈沖的占空比為q=2/3則(R1+R2)/(R1+R2)=2/3,故得R1=R2 周期的計算公式為：取C=10uf，T=1s，則T=(R1+2R2)*C*ln2=1,故得R1=R2=48K6.2六十進制（秒）計數(shù)器的設計 繪制電路原理圖 圖6 74160構(gòu)成的六十進制的計數(shù)器1、 繪制步驟簡介：下面的一片的74160的CKA接秒脈沖源和上面的74160公接秒脈沖源，下面一片的進位RCO接上面的ENP和ENT；由于采用異步清零，且74160為上升沿有效，為避免在下一級還沒有加脈沖時數(shù)碼管已經(jīng)顯示01，所以接成上面的電路圖，仿真波形如下：6.3分進制計數(shù)器的設計 繪制電路原理圖 圖7 74160構(gòu)成的六十進制的電路圖6.4二十四時設計進制： 6.4.1繪制電路原理圖 圖12二十四時電路圖6.5總電路圖圖8 74160構(gòu)成的二十四進制的電路圖7.設計總電路圖8.設計體會 在此次的數(shù)字鐘設計過程中,更進一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了