電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-數(shù)字電子技術(shù)電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告信息工程系應(yīng)用電子1001明晴2021.12電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)目的數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路。此次設(shè)計(jì)與制作電子鐘的目的是讓學(xué)生在了解數(shù)字鐘的原理前提下，運(yùn)用剛剛學(xué)過(guò)的數(shù)電知識(shí)設(shè)計(jì)并制作數(shù)字鐘，并且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及使用方法。由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路，通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的原理與使用方法，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際相結(jié)合。總的來(lái)說(shuō)，此次課程設(shè)計(jì)，有助于我們學(xué)生對(duì)電子線路知識(shí)的整合和電子線路設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和

2、畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的根底。二、工作任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電子鐘：1、能進(jìn)展正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能，使用6個(gè)七段發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示時(shí)間。其中時(shí)位以24小時(shí)為計(jì)數(shù)周期，既從00開(kāi)場(chǎng)到23后再回到00.2、能繪制數(shù)字鐘電路的原理圖和合理的布線圖。3、由晶體振蕩器提供時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。三、設(shè)計(jì)原理數(shù)字電子鐘是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)展計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。它由振蕩器、分配器、計(jì)時(shí)器、譯碼器和顯示器組成。振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器形成秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)展計(jì)數(shù)，并把累計(jì)結(jié)果以“時(shí)、“分、“秒的數(shù)字顯示出來(lái)。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿60后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿60后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿24小時(shí)后又

3、開(kāi)場(chǎng)下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒。原理圖如下所示：一數(shù)字電子鐘電路設(shè)計(jì)及芯片1、CD4060脈沖觸發(fā)電路圖1 CD4060 引腳圖上圖所示為CD4060芯片引腳圖， CD4060由一振蕩器和14級(jí)二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器位組成，CR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。所有的計(jì)數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1(和CP0)的下降沿計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)展計(jì)數(shù)。在時(shí)鐘脈沖線上使用斯密特觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘上升和下降時(shí)間無(wú)限制。               &

4、#160;                  圖2  CD4060秒脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心局部，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過(guò)整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如晶振為32768 Hz，通過(guò)15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖2所示。2、時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為

5、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。用6個(gè)74LS90組成兩個(gè)60進(jìn)制和一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。分別如圖3和4。圖3 60進(jìn)制電路圖4 24進(jìn)制電路3、二十四進(jìn)制“時(shí)計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的制作與調(diào)試二十四進(jìn)制“時(shí)計(jì)數(shù)譯碼顯示電路原理如5所示。該電路由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器和譯碼顯示兩局部電路組成。圖5二十四進(jìn)制“時(shí)計(jì)數(shù)譯碼顯示電路原理圖4、六十進(jìn)制“分、“秒計(jì)數(shù)譯碼顯示電路的制作與調(diào)試下列圖所示為六十進(jìn)制“分、“秒計(jì)數(shù)譯碼顯示電路原理圖，如圖6所示： 圖6原理圖圖7 74LS48引腳排列 圖8 74LS90引腳排列4、計(jì)數(shù)及譯碼顯示二五十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成電子秒表的計(jì)數(shù)單元

6、。注：集成異步計(jì)數(shù)器74LS9074LS90是異步二五十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。圖8為74LS90引腳排列，表1為功能表。通過(guò)不同的連接方式，74LS90可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助R0(1)、R0(2)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，借助S9(1)、S9(2)將計(jì)數(shù)器置9。表1輸 入輸 出功 能清 0置 9時(shí) 鐘QD QC QB QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1 CP2110××0××0000清 00××011××1001置 90 ×

7、× 00 ×× 0 1QA 輸 出二進(jìn)制計(jì)數(shù)1 QDQCQB輸出五進(jìn)制計(jì)數(shù) QAQDQCQBQA輸出8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QD QAQDQCQB輸出5421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)1 1不 變保 持四、設(shè)計(jì)設(shè)備及器件 1、5V直流電源 2、雙蹤示波器 3、萬(wàn)用表 4、單次脈沖源 5、譯碼顯示器 6、74LS48×6CD4060×1 74LS90×6 電阻、電容假設(shè)干五、設(shè)計(jì)容由于實(shí)驗(yàn)電路中使用器件較多，實(shí)驗(yàn)前必須合理安排各器件在實(shí)驗(yàn)裝置上的位置，使電路邏輯清楚，接線較短。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)的次序，將各單元電路逐個(gè)進(jìn)展接線和調(diào)試，即分

8、別測(cè)試單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、時(shí)鐘發(fā)生器及計(jì)數(shù)器的邏輯功能，待各單元電路工作正常后，再將有關(guān)電路逐級(jí)連接起來(lái)進(jìn)展測(cè)試，直到測(cè)試電子秒表整個(gè)電路的功能。這樣的測(cè)試方法有利于檢查和排除故障，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)展。1、 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的測(cè)試動(dòng)態(tài)測(cè)試輸入端接1KHZ連續(xù)脈沖源，用示波器觀察Q14點(diǎn)波形。2、 計(jì)數(shù)器的測(cè)試(1) 計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成十進(jìn)制形式，RO(1)、RO(2)、S9(1)、S9(2)接地，CP2接單次脈沖源,CP1接高電平“1”，QDQA接實(shí)驗(yàn)設(shè)備上譯碼顯示輸入端D、C、B、A,按表1測(cè)試其邏輯功能。(2) 計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器接成六進(jìn)制形式，同容1進(jìn)展邏輯功能測(cè)試。(3) 計(jì)數(shù)器接成四進(jìn)制形式，計(jì)數(shù)器

9、接成二進(jìn)制形式，與秒進(jìn)制電路連接，進(jìn)展邏輯功能測(cè)試。3、 電子鐘的整體測(cè)試 各單元電路測(cè)試正常后，按數(shù)字鐘原理圖把幾個(gè)單元電路連接起來(lái)，進(jìn)展電子鐘的總體測(cè)試。接通電源，此時(shí)電子鐘工作，計(jì)數(shù)器清零后便開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)，觀察數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)情況是否正常，計(jì)時(shí)立即停頓，但數(shù)碼管保存所計(jì)時(shí)之值。六、設(shè)計(jì)小結(jié)1、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。2、我做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的穩(wěn)固和加強(qiáng)，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有的問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比方一些芯片的功能，

10、平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以這個(gè)期末測(cè)試之后的課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的作用是非常大的。3、在制作電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)細(xì)心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是線的布局上既要美觀又要實(shí)用和走線簡(jiǎn)單，兼顧到方方面面去考慮是很需要的，否則只是一紙空話。4、在畫(huà)好原理圖后的做電路版時(shí)，由于不是特制的數(shù)字鐘電路板，導(dǎo)致布線后元件排列不順，增加了布線難度，也產(chǎn)生很多不曾注意的問(wèn)題，今后要牢記這個(gè)教訓(xùn)，使以后布線更加順利。5、經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的實(shí)習(xí)，過(guò)程雖然曲折。在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)場(chǎng)時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)