數(shù)字電子技術(shù)設(shè)計報告

吉林建筑大學電氣與電子信息工程學院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：多功能數(shù)字時鐘的電路設(shè)計專業(yè)班級：自動化141學生姓名：王天學號：201416666指導教師：韋大川設(shè)計時間：2016.06.20－2016.07.01教師評語：教師評語：成績評閱教師日期多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計報告一、設(shè)計任務(wù)及要求1.時鐘顯示功能，能夠以十進制顯示“時”、“分”、“秒”。2.具有校時功能，可分別對“時”、“分”進行單獨校時。3.能用硬件成功實現(xiàn)以上各功能。二、設(shè)計的作用、目的1.掌握數(shù)字鐘的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。2.熟悉集成電路的使用方法。三、設(shè)計過程1.方案設(shè)計與論證（1）總體電路分析總體電路設(shè)計是將單元電路模塊小時計時電路、分鐘計時電路、秒計時電路、校時選擇電路、整點譯碼電路、鬧鐘電路等模塊連接在一起，外接輸入開關(guān)和輸出顯示數(shù)碼管構(gòu)成。總體結(jié)構(gòu)圖如下：（2）仿真分析單擊運行按鈕，可觀測仿真結(jié)果。電路能完成顯示計時、校時、整點報時以及鬧鈴等功能。=1\*GB3①計時功能。當開關(guān)S1、S2都處于左邊觸點時，數(shù)字時鐘工作于計時狀態(tài)。此時，電路中的秒計時電路、分計時電路以及小時計時電路分別對秒脈沖、分脈沖和小時脈沖進行計數(shù)。計數(shù)結(jié)果經(jīng)數(shù)碼管顯示計時時間值。=2\*GB3②校時功能。當開關(guān)S1、S2都處于右邊觸點時，數(shù)字時鐘工作于校時狀態(tài)。按瞬態(tài)按鈕B鍵，可以選擇對“小時”、“分鐘”和“秒鐘”進行校時。校時時該電路用兩片74LS160構(gòu)成六十進制計數(shù)器，與非門74LS00D構(gòu)成譯碼電路，該譯碼電路能識別代碼59。整個計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)圖為00至01至?至58至59至00?,共有60個穩(wěn)定的狀態(tài)。其封裝引腳同小時計時電路。分鐘計時電路的封裝模塊如下圖：其引腳功能如下表：（3）秒鐘計時電路。秒鐘計時電路如下圖：該電路用兩片74LS160構(gòu)成六十進制計數(shù)器，與非門74LS00D構(gòu)成譯碼電路，該譯碼電路能識別代碼59。整個計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)圖為00至01至?至58至59至00?,共有60個穩(wěn)定的狀態(tài)。其封裝引腳同小時計時電路。秒鐘計時電路的封裝模塊如下圖：其引腳功能如下表：（4）

校時選擇電路。校時選擇電路如下圖：校時選擇電路用計數(shù)器74LS160和譯碼器74LS138組成，計數(shù)器74LS160設(shè)計為三進制計數(shù)器，譯碼器的輸出為反變量，其輸出要接反向器。校時選擇電路的封裝模塊如下圖：其對應(yīng)的封裝引腳如下表：TIMESET：接瞬態(tài)開關(guān)，可手動選擇校時信號。當校時信號HOUR=1、MIN=0、SEC=0時（選中“小時”計時電路，表示對“小時”進行校時）；單擊一次開關(guān)按鈕，可使校時選擇信號變?yōu)镠OUR=0、MIN=1、SEC=0（選中“分鐘”計時電路，表示對“分鐘”進行校時），再單擊一次開關(guān)按鈕，可使校時選擇信號變?yōu)镠OUR=0、MIN=0、SEC=1（選中“秒”計時電路，表示對“秒”進行校時），這樣可手動設(shè)置系統(tǒng)的時、分和秒。（5）整點譯碼電整點譯碼電路的作用是識別整點時間信號，以實現(xiàn)整點報時的功能。整點時間信號的特征是零分，零分作為數(shù)字量來說，是一個代碼，用門電路組成的譯碼電路可識別一個代碼。整點譯碼電路如下圖：其封裝模塊如下圖：其引腳功能功能如表：（6）定時比較電路（鬧鐘電路）。定時比較電路是將設(shè)定的定時時間和當前的計時時間進行比較，電路可選用數(shù)值比較器CC4585。定時比較電路如圖所示：該電路共用四片CC4585和四片74LS175D構(gòu)成定時比較電路，因為定時時間為小時和分鐘，共16位二進制代碼，每片數(shù)值比較器CC4585能比較兩個4位二進制代碼，用4片CC4585能構(gòu)成16位數(shù)值比較器。當數(shù)字時鐘的計時時間等于設(shè)定時間時，定時比較電路輸出高電平，否則輸出低電平。定時比較電路封裝模塊如圖：（7）脈沖產(chǎn)生電路。脈沖產(chǎn)生電路如圖：該電路由555定時器構(gòu)成時鐘脈沖產(chǎn)生電路。由于其相對于MULTSIM軟件提供的脈沖產(chǎn)生器件較復雜，故在此并不是用這個秒脈沖電路，而是用所提供器件。四、心得體會及建議時間過的好快，轉(zhuǎn)眼間，數(shù)字電路課程設(shè)計就結(jié)束了。通過這一周的課程設(shè)計，我拓寬了知識面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高。設(shè)計，給人以創(chuàng)作的沖動。但凡涉及設(shè)計都是一件良好的事情，因為她能給人以美的幻想，因為她能給人以金般財富，因為她能給人以成就之感，更為現(xiàn)實的是她能給人以成長以及成長所需的營養(yǎng)，而這種營養(yǎng)更是一種福祉，一輩子消受不竭享用不盡。安排課程設(shè)計的基本目的，在于通過理論與實際的結(jié)合、人與人的溝通，進一步提高思想覺悟。尤其是觀察、分析和解決問題的實際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復合型人才。課程設(shè)計發(fā)端之始，思緒全無，舉步維艱，對于理論知識學習不夠扎實的我深感“書到用時方恨少”，于是想起圣人之言“溫故而知新”，便重拾教材與實驗手冊，對知識系統(tǒng)而全面進行了梳理，遇到難處先是苦思冥想再向同學請教，終于熟練掌握了基本理論知識，而且領(lǐng)悟諸多平時學習難以理解掌握的較難知識，學會了如何思考的思維方式，找到了設(shè)計的靈感。課程設(shè)計的過程中，由于對理論掌握的不熟練，或者是操作過程中發(fā)生失誤，都會導致最后結(jié)果出不來。至善至美，是人類永恒的追求。但是，不從忘卻“金無足赤，人無完人”，我們換種思維方式，去惡亦是至善，改錯亦為至美。在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。對我們電子信息專業(yè)的本科生來說，實際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學是遠遠不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次預演和準備畢業(yè)設(shè)計工作。通過課程設(shè)計，讓我們找出自身狀況與實際需要的差距，并在以后的學習期間及時補充相關(guān)知識，為求職與正式工作做好充分的知識、能力準備，從而縮短從校園走向社會的心理轉(zhuǎn)型期。作為整個學習體系的有機組成部分，課程設(shè)計雖然安排在兩周進行，但并不具有絕對獨立的意義。它的一個重要功能，在于運用學習成果，檢驗學習成果。運用學習成果，把課堂上學到的系統(tǒng)化的理論知識，嘗試性地應(yīng)用于實際設(shè)計工作，并從理論的高度對設(shè)計工作的現(xiàn)代化提出一些有針對性的建議和設(shè)想。檢驗學習成果，看一看課堂學習與實際工作到底有多大距離，并通過綜合分析，找出學習中存在的不足，以便為完善學習計劃，改變學習內(nèi)容與方法提供實踐依據(jù)。通過課程設(shè)計，我還更加明白了一個真理。時至今日，課程設(shè)計基本告成，才切身領(lǐng)悟“實踐是檢驗真理的唯一標準”，才明曉實踐出真知。因為在教材上，數(shù)字鐘不過是由計數(shù)器和譯碼顯碼器組合而成，也便不以為然搭建電路圖，結(jié)果電路出現(xiàn)諸多問題，譬如短路開路，EWB中引腳懸空即為低電平，現(xiàn)實中引腳懸空呈現(xiàn)大電阻特性即高電平，不為則不知，無為則無知，實踐出真知。課程設(shè)計達到了專業(yè)學習的預期目的。在一個星期的課程設(shè)計之后，我們普遍感到不僅實際動手能力有所提高，更重要的是通過對設(shè)計過程的了解，進一步激發(fā)了我們對專業(yè)知識的興趣，并能夠結(jié)合實際存在的問題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學習五、附錄一、元器件明細表二、附圖（見A4打印紙）六、參考文獻1.

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