數(shù)字電子時鐘設(shè)計

電子技術(shù)課程設(shè)計數(shù)字電子時鐘的設(shè)計摘要：設(shè)計一個周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，具有校時功能和報時功能的電子鐘。本系統(tǒng)的設(shè)計電路由時鐘譯碼顯示電路模塊、脈沖邏輯電路模塊、時鐘脈沖模塊、整電報時模塊、校時模塊等部分組成。計數(shù)器采用異步雙十進制計數(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，整電報時電路用門電路及揚聲器構(gòu)成。設(shè)計的任務(wù)與要求電子技術(shù)課程設(shè)計的主要任務(wù)是通過解決一，兩個實際問題，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)”課程中所學的理論知識和實驗技能，基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計方法，提高電子電路的設(shè)計和實驗?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)計的主要內(nèi)容包括理論設(shè)計、仿真實驗、安裝與調(diào)試及寫出設(shè)計總結(jié)報告。衡量課程設(shè)計完成好壞的標準是：理論設(shè)計正確無誤；產(chǎn)品工作穩(wěn)定可靠，能達到所需要的性能指標。本次課程設(shè)計的題目是“多功能數(shù)字電子鐘電路設(shè)計”。要求學生運用數(shù)字電路，模擬電路等課程所學知識完成一個實際電子器件設(shè)計。設(shè)計目的1、讓學生掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法；2、進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識分析和解決實際問題的能力；3、提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；4、培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。3、二十四進制計數(shù)電路的設(shè)計74LS90集成芯片是二—五—十BCD碼進制計數(shù)器。用反饋清零法構(gòu)成：個位“4”對應(yīng)“0100”，十位“2”對應(yīng)“0010”，所以將U14的QC接U15的INA進行級聯(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、六十進制計數(shù)電路的設(shè)計六十進制計數(shù)器的個位是十進制，十位是六進制。所以用兩片74LS90集成芯片分別接成十進制和六進制計數(shù)器，將十進制計數(shù)器的QC接六進制的INA即可構(gòu)成六十進制計數(shù)器。接線圖如下圖所示。5、時間計數(shù)電路的設(shè)計用6片74LS90構(gòu)成的兩個六十進制和二十四進制計數(shù)器。將秒位六十計數(shù)器十位的QD接分位六十計數(shù)器個位的INA，分位六十計數(shù)器十位的QD接時位二十四計數(shù)器個位的INA即可構(gòu)成時間計數(shù)電路。顯示器接各計數(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、時鐘電路的設(shè)計用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器如下圖所示。時間計數(shù)電路需要秒脈沖信號，分頻電路采用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、校時電路的設(shè)計當開關(guān)閉合時，分或者時自動校準。8、整點報時電路的設(shè)計四輸入與門集成芯片U36A-AND4的上兩腳接分十位計數(shù)器的QA、QC；下兩腳接分個位計數(shù)器的QA、QD；U37A-AND4的中間兩腳接秒的十位QA、QC,最下端的腳接秒個位QA,U30A上端接高于U29A下端的電頻，U30與U32Z之間接秒的個位QD。這樣就會在59分51、53、55、57、59秒的時候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R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時電路和報時電路組成。用石英R145-32.768KHZ構(gòu)成振蕩器構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。校時電路是用與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，在對時個位校時時不影響分和秒的正常計數(shù)；在對分個位校時時不影響時和秒的正常計數(shù)。報時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，當計時到59分51、53、55、57、59秒時，蜂鳴器都發(fā)聲報時，59秒時最響。六、經(jīng)驗體會雖然我們學習了模電和數(shù)電，對電子技術(shù)有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我們才把理論和實踐相結(jié)合。從中對我們學到的知識有了進一步的理解。為期一周的課程設(shè)計使我更進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，也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解到課程設(shè)計的一般步驟和設(shè)計中應(yīng)該注意的問題。設(shè)計本身并不是有很重要的意義，而是同學們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。設(shè)計中最重要的是設(shè)計的思想，設(shè)計的過程和設(shè)計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現(xiàn)的。同時對普通計數(shù)器如何構(gòu)成n進制計數(shù)器有了更深刻的了解和掌握，對自我的實踐操作能力也有了很高的提升。另外，在接線時一定要小心，培養(yǎng)了我們小心謹慎的處理事情的習慣；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，通過繪制電路原理圖，我們對Proteus軟件有了更進一步的了解和使用更加熟練。在實物接線過程中會出現(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)成耐心的習慣。總之，這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計讓我受益匪淺，對我以后的學習和工作有很大幫助。參考文獻電子技術(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的電子仿真實驗與設(shè)計王連英主編北京郵電大學出版社電子技術(shù)實驗指導王愉節(jié)貴州科技出版社附錄1附錄21、主要元器件的選擇（1）七段DCD-HE