《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告——電子鐘設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告——電子鐘設(shè)計.doc（8頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、個人收集整理 勿做商業(yè)用途數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告課 題：數(shù)字鐘的設(shè)計與制作學(xué) 年:09學(xué)年 學(xué) 期： 第二學(xué)期專 業(yè)： 班 級：姓 名： 時 間：2009年6月20日-2009年6月26日數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告一、設(shè)計目的數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性,且無機械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。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序電路.因此,我們此次設(shè)計與制作數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及

2、實用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路。通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法。二、設(shè)計內(nèi)容及要求（1）設(shè)計指標(biāo) 由晶振電路產(chǎn)生1HZ標(biāo)準(zhǔn)秒信號； 分、秒為0059六十進(jìn)制計數(shù)器； 時為0023二十四進(jìn)制計數(shù)器； 周顯示從1日為七進(jìn)制計數(shù)器； 具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨校時,使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間; 整點具有報時功能,當(dāng)時間到達(dá)整點前鳴叫五次低音（500HZ)，整點時再鳴叫一次高音（1000HZ）.（2)設(shè)計要求 畫出電路原理圖（或仿真電路圖）； 元器件及參數(shù)選擇; 電路仿真與調(diào)試。（3)制作要求 自行裝配和調(diào)試,并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.（4）編

3、寫設(shè)計報告 寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙,有心得體會.三、原理框圖數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ)進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定.通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。數(shù)字電子鐘的總體圖如圖(1）所示。由圖（1）可見，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成:石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器;校對電路；六十進(jìn)制秒、分計數(shù)器、二十進(jìn)制時計數(shù)器及七十進(jìn)制日計數(shù)器；以及秒、分、時的譯碼顯示部分等。顯 示 器顯 示 器顯 示 器顯 示 器譯碼器譯碼器譯碼器譯碼器7進(jìn)制周計數(shù)器

4、24進(jìn)制時計數(shù)器60進(jìn)制分計數(shù)器60進(jìn)制秒計數(shù)器晶體振蕩器分頻器四、主要部分的實現(xiàn)方案 1 秒脈沖電路 由晶振32768Hz經(jīng) CD4060分頻為2Hz，再經(jīng)過74LS74一次分頻,即得1Hz 標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，提供給時鐘計數(shù)脈沖。如圖示： 20pF74LS74 10 Q1Hz CD4060Q14 C1 320pF 1D 11 R 32768Hz 22M 12 秒脈沖發(fā)生器 2 時間計數(shù)器電路由6個74LS90 計數(shù)器組成時分秒的計數(shù)電路，74LS90 是4位二進(jìn)制同步加計數(shù)器，它的設(shè)置為多片集成計數(shù)器的級聯(lián)提供方便。它具有異步清零，同步并行預(yù)置數(shù),保持和計數(shù)的功能。 （）秒計數(shù)器 秒的個位計數(shù)單元

5、為10進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)QDQCQBQA變成1010時，通過與非門把它的清零端變成0，計數(shù)器的輸出被置零，跳過1011到1111的狀態(tài)，又從0000開始，如此重復(fù)。秒的十為計數(shù)單元為6進(jìn)制，當(dāng)QDQCQBQA變成0101時,通過與非門把它的清零端變成0，計數(shù)器的輸出被置零,跳過0110到1111的狀態(tài),又從0000開始，如此就是60進(jìn)制。同時秒十位上的0101時，要把進(jìn)位信號傳輸給“分”個位的計數(shù)單元。 （2)分計數(shù)器 分的個位和十位計數(shù)單元的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和秒的是一樣的，只是它要把進(jìn)位信號傳輸給時的個位計數(shù)單元. （3)時計數(shù)器 當(dāng)“時”十位的QDQCBA為0000或0001時，“時”的個位計數(shù)單元是

6、十進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)他的QDQCQBQA到1010時，通過與非門使得個位74LS90上的清零端為0，則計數(shù)器的輸出直接置零，從0000有開始。當(dāng)十位的QDQCQBQA為0010時，通過與非門使得該74LS90的清零端為0，“時”的十位有重新從0000開始,此時的個位計數(shù)單元變成4進(jìn)制，即當(dāng)個位計數(shù)單元的QDQCQBQA為0100時,就要又從0000開始計數(shù)。這樣就實現(xiàn)了“時”24進(jìn)制的計數(shù) （ 4 ） 日計數(shù)器日計數(shù)器由兩個74LS74，四個TTL 和一個 74LS20 構(gòu)成，實現(xiàn)了七定制的功能.每個74LS74控制一個輸入，即控制QDQCQBQA中的一個。當(dāng)從0000到0111 時,顯示是按照7

7、4LS74集成們電路的邏輯功能來實現(xiàn)的，當(dāng)為0111的時候，QCQBQA各為1 1 1 ，他們?nèi)齻€通過74LS74 與非門輸出為0 。再與QD 所控的0 通過 TTL集成門電路輸出了0 ，如此循環(huán),使得四個TTL 輸出都為 0000。即使得輸出變?yōu)榱恕爸昧銧顟B(tài).從而實現(xiàn)了七禁止循環(huán).如下圖所示:Q4 Q3 Q2 Q1 顯 示 1 0 0 0 日 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 63數(shù)字鐘的譯碼及顯示單元電路 譯碼顯示采用共陽極LED八段數(shù)碼管和譯碼器74SL247組成. 4。整點報時電路 電路應(yīng)在整點前10秒鐘

8、內(nèi)開始整點報時，即當(dāng)時間在59分54秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。 當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計數(shù)器十位的QC和QA 、個位的QD和QA及秒計數(shù)器十位的QC和QA相與，從而產(chǎn)生報時控制信號. 報時電路由74LS08高音和74LS04低音通過74LS32來構(gòu)成. 五、實驗過程中遇到的問題及解決方法大部分的線路都連完了之后，我們用干電池進(jìn)行了試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不發(fā)光。于是重新檢查電路，發(fā)現(xiàn)有幾處的地線與地線、電源線與電源線之間沒有連接,連上后數(shù)碼管可以正常發(fā)光。但是問題接踵而至，數(shù)字不會變動，即沒有起振

9、.檢查晶振等原件及附近電路，未發(fā)現(xiàn)問題.再檢查74LS90的接線，發(fā)現(xiàn)管腳多處未接地,接上后數(shù)字開始跳動。秒的顯示正常，但是不進(jìn)位，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是某一根線接錯了，改正后進(jìn)位正常.時、分、秒的顯示都正常后，日的顯示又出現(xiàn)了問題。在歐陽同學(xué)反復(fù)檢查與試驗之下，終于發(fā)現(xiàn)了錯誤的根源。糾正了接錯的導(dǎo)線之后，終于,數(shù)字鐘可以正常顯示時間.當(dāng)遇到蜂鳴器不能在要求的時間上發(fā)聲時，我們請教了部分已經(jīng)完成設(shè)計的同學(xué)，了解到了一些可能的原因，對這些可能一一試驗,究其根本，并最終解決了問題，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。六、心得體會 通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我們了解了設(shè)計電路的程序,也讓我們了解了數(shù)字鐘的原理和設(shè)計理念

10、。要設(shè)計一個電路總要對著一個參考電路圖才可以連接,但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因為在事跡接線中有著各種各樣的條件制約,所以要合理布局這樣連出來的成品才比較美觀.設(shè)計過程中，在一次又一次的失敗面前，我們沒有退縮，而是勇敢的去面對，積極的去解決，充分運用所學(xué)知識和他人的幫助，最終取得了成功。通過親自動手連線，試驗，遇到問題，解決問題，我們鞏固了書本的知識，同時也學(xué)到了新的學(xué)問,明白了實踐的可貴性.動手能力的提高，細(xì)心與耐心的培養(yǎng)，品嘗自己勞動成果的喜悅,是我們在這次課程設(shè)計中最大的收獲。七、元器件 1四連面包板1塊 2鑷子1把 3剪刀1把 4共陽八段數(shù)碼管7個 5導(dǎo)線若干 674LS90 集成塊6塊 7CD4060集成塊1塊 874LS247集成塊7塊 974LS20 集成塊1塊 1074LS00 集成塊1塊 1174LS08集成塊2塊 1274LS32 集成塊 1塊1374LS04 集成塊 1塊14 74LS74 集成塊 4塊 1532.768k時鐘晶體1個 1622pF和20pF可調(diào)電容各一個17三極管8050一個183007個 22M一個 1K一個 10K一個八、參考資料及文獻(xiàn) 參考資料： 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）（第四版） 電路及電子技術(shù)實驗 電工電子技術(shù)實踐教材