数字电子时钟课程设计报告

2025-01-08

数字电子时钟课程设计报告(精选12篇)

1.数字电子时钟课程设计报告 篇一

题 目:单片机课程设计报告

目 录

一、设计目的二、程设计具体要求

三、单片机发展简史

四、8051单片机系统简介

五、8051单片机内部定时器/计数器简介

六、程序电路

七、程序流程

八、程序代码

九 实验总结-要求写出完整的论文以及心得体会

十 参考资料及小结

原 文 :一.目的1. 进一步熟悉和掌握8051单片机的结构及工作原理。

2. 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性,控制方法。

3. 通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解表关电路参数的计算方法。

4. 通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5. 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使学生了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应打下基础。

二.课程设计的体要求

a)原理图设计。

1. 原理图设计要符合项目的工作原理,连线要正确,端了要不得有标号。

2. 图中所使用的元器件要合理选用,电阻,电容等器件的参数要正确标明。

3. 原理图要完整,CPU,外围器件,扩器接口,输入/输出装置要一应俱全。

b)程序调计

1. 根据要求,将总体项能分解成若干个子功能模块,每个功能模块完成一个特定的功能。

2. 根据总体要求及分解的功能模块,确定各功能模块之间的关系,设直出完整的程序流程图。c)程序调试将设计完的程序输入,汇编,排除语法错误,生成*OBJ文件。

1. 按所设计的原理图,在实验平台上连线,检查无误。

2. 将汇编后生成的*OBJ文件传送到实验装置的,执行该程序,检查该程序、是否达到设计要求,若未达

到,修改程序,直到达到要求为止,d)说明书

1. 原理图设计说明

简要说明设计目的,原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用,各器件的工作过程及顺序。

2. 程序设计说明

对程序设计总体功能及结构进行说明,对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。

3. 画出工作原理图,程序流程图并给出程序清单。

目前,单片机已广泛应用到图民经济建设和日常生活的许多领域,成为测控技术现代化必不可少的重要工具。

单片机电子时钟

作者:佚名来源:本站原创点击数:

491更新时间:2007年06月27日

DS1302是Dallas公司生产的一种实时时钟芯片。它通过串行方式与单片机进 行数据传送,能够向单片机提供包括秒、分、时、日、月、年等在内的实时时间

信息,并可对月末日期、闰年天数自动进行调整;它还拥有用于主电源和备份电源的双电源引脚,在主电源关闭的情况下,也能保持时钟的连续运行。另外,它还能提供31字节的用于高速数据暂存的RAM。鉴于上述特点,DS1302已在许多单片机系统中得到应用,为系统提供所需的实时时钟信息。

一、DS1302的主要特性

1.引脚排列

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图1DS1302引脚排列图

DS1302的引脚排列如图1所示,各引脚的功能如下:

X1,X2——32768Hz晶振引脚端;

RST——复位端;

I/O——数据输入/输出端;

SCLK——串行时钟端;

GND——地;

VCC2,VCC1——主电源与后备电源引脚端。

2.主要功能

DS1302时钟芯片内主要包括移位寄存器、控制逻辑电路、振荡器、实时时钟电路以及用于高速暂存的31字节RAM。DS1302与单片机系统的数据传送依靠RST,I/O,SCLK三根端线即可完成。其工作过程可概括为:首先系统RST引脚驱动至高电平,然后在作用于SCLK时钟脉冲的作用下,通过I/O引脚向DS1302输入地址/命令字节,随后再在SCLK

时钟脉冲的配合下,从I/O引脚写入或读出相应的数据字节。因此,其与单片机之间的数据传送是十分容易实现的。

二、时钟的产生及存在的问题

(1)在实际使用中,我们发现DS1302的工作情况不够稳定,主要表现在实时时间的传送有时会出现误差,有时甚至整个芯片停止工作。我们对DS1302的工作电路进行了分析,其与单片机系统的连接如图2所示。从图中可以看出,DS1302的外部电路十分简单,惟一外接的元件是32768Hz的晶振。通过实验我们发现:当外接晶振电路振荡时,DS1302计时正确;当外接晶振电路停振时,DS1302计时停止。因此,我们认为32768Hz晶振是造成 DS1302工作不稳定的主要原因。

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图2DS1302与单片机系统的连接图

(2)DS1302时钟的产生基于外接的晶体振荡器,振荡器的频率为32768Hz。该晶振通过引脚X1、X2直接连接至DS1302,即DS1302是依靠外部晶振与其内部的电容配合来产生时钟脉冲的。由于DS1302在芯片本身已经集成了6pF的电容,所以,为了获得稳定可靠的时钟,必须选用具有6pF负载电容的晶振。

然而,许多人在选用晶振时仅仅注意了晶振的额定频率值,而忽视了晶振的负载电容大小,甚至连许多经销商也不能提供所售晶振的负载电容。所以即使在使用中选用了符合32768Hz的晶振,但如果该晶振的负载电容与DS1302提供的6pF不一致时,就会影响晶振的起振或导致振荡频率的偏移,出现上述在应用中的问题。

三、利用辅助电容实现负载匹配

(1)当所选的晶振负载电容不是6pF时,可以采用增加辅助电容的方法提高或降低DS1302振荡器的电容性负载,使之与晶体所需的电容值匹配。如果已知晶体的负载电容为CI,若CI<6pF,则可以增加一个并联电容CS以产生所需的总负载电容CI,即CI=6pF+CS;若CI>6pF,则可以在晶体的一端增加一个串联电容CS,以产生所需的负载电容CI,即1/CI=1/6pF+1/CS,通过计算即可得出应增加的辅助电容大小。辅助电容的接法如图3所示。

图3CS连接电路图

(2)在使用前对晶体的负载电容并不知道的情况下,通过测定晶体振荡频率的方法可以确定该晶体的负载电容。

对于晶体振荡器来说,其振荡频率与负载电容之间的关系是确定的。以本文讨论的DS1302使用的32768Hz晶振为例:当它工作于所要求的负载电容时,能较准确地产生 32768Hz的频率;当它的负载电容小于6pF时,其振荡频率会正向偏移;当它的负载电容大于6pF时,其振荡频率就会负向偏移。因此,对于未知负载电容的晶体应首先采用实验的方法,在其两端加入辅助电容使晶体起振,然后用频率计测出振荡频率。若测得频率大于32768Hz,说明负载电容偏小;若测得频率小于32768Hz,说明负载电容偏大。对辅助电容逐步调整,最终使振荡频率尽可能接近32768Hz,则此时晶体端所接负载电容的总和就是适合该晶体的负载电容。

结论

以上方法经我们在实际工作中多次使用,证明确实有效。它放宽了DS1302在使用中对晶振的条件要求,增强了DS1302在工作中的稳定性,对DS1302更广泛地应用具有积极的意义。

华东交大理工学院_2007-2008 _学年第_ 一 学期

课程设计安排计划

班级:_05应电__课程:_单片机原理及接口技术_

一、课程设计题目:数码管时钟电路的设计

二、设计内容及要求:

LED数码管时钟电路24小时计时方式,时、分、秒用6位数码管显示。选用AT89C2051单片机,12MHZ晶振,6位共阳数码管,要求有调时功能,其他功能学生可自由发挥。

三、设计方法与步骤:

1.设计硬件原理电路,选择元器件、确定其参数。

2.设计印刷电路板电路(用面包板做)、焊接硬件电路。

3.设计汇编语言程序,调试硬件电路和程序。

4.编写课程设计报告。

四、设计时间安排:

1.第十九周:周一、二,设计硬件原理电路,选择元器件、确定其参数。

周三、四、五,设计印刷电路板电路(用面包板做)、焊接硬件电路。

2.第二十周:周一、二,设计汇编语言程序。

周三、四,烧录程序,调试硬件电路和程序。

周五,编写课程设计报告。

指导老师: 杨威

时间: 2007、1

2.数字电子时钟课程设计报告 篇二

【关键词】单片机AT89S51 LCD1602 DS18B20 DS1302

1. 绪论

时代的进步和发展的迅速崛起,单片机技术在生活工作、科研等各个领域已经引起了人们的广泛关注,现在已经是一种比较成熟的技术。单片机主控芯片可控制数字温度计和数字钟,数字温度计属于功能较多的温度计,可以设置任意温度的上下限,而且还具有报警功能,当温度不在设定范围内时,也可以报警;数字钟可以同步显示时间日历,日期和时间,这些都可以通过按键进行调整。本文所论述的系统采用的DS1302可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。系统显示部分可用LCD液晶显示屏显示,工作方便,外表美观。

2. 系統组成

数字温度计和数字时钟电路的总体设计方框图如图所示:

2.1主控制模块

主控制模块采用单片机AT89S51,AT89S51是由P0,P1,P2,P3四个通用8位I/O口 以及中断控制口,复位,写选通,接地,电源等引脚组成,其中,P0口是地址/数据总线复用口,P1口是一个含有上拉电阻的双向的I/O口,在校验程序中接收低8位地址,P2口与P1口的区别是在校验程序中接收高八位地址,P3口除了一般I/O口的功能外,还具有第二功能,这是其他I/O所不具有的功能,中断控制口可以控制中断的优先级。

AT89S51内部图如下:

2.2温度传感器DS18B20

温度传感器DS18B20包括温度传感器,高温触发器TH,低温触发器TL,配置寄存器,以及8位CRC发生器。DS18B20具有单线接口的优点,一个端口引脚就可以进行通信,而且多个DS18B20可以并联在三线上,多点组网功能就可以得以实现;用户同时还可以根据自己的要求进行报警设置,设计起来十分方便。DS18B20具有很多优点,例如像耐碰耐磨,小体积,方便使用,封装形式多样化等优点。

DS18B20内部结构框图如下图所示:

2.3液晶显示屏LCD1602

液晶显示器的优点有很多,功耗微小、小体积、内容显示丰富、轻巧超薄等都是它明显的优势,很多地方都开始了对其越来越多的使用。液晶模块LCD1602是一种用点阵图形的方法来显示字符的显示器,根据显示的内容量可以分为11行16个字、2行16个字等多种显示方式。

LCD1602内部图形如下:

3. 总结

数字时钟温度不仅可以显示精确的温度,因为使用了具有独特功能的时钟芯片DS1302,还具有同步更新的日期与时间以及闰年补偿的优点。

参考文献:

[1] 陈永真.全国大学生电子设计竞赛试题精解选.北京: 电子工业出版社,2007 .

[2] 李朝青.单片机原理及接口技术.北京: 北京航空航天大学出版社,1998 .

[3] 张琳娜,刘武发.传感检测技术及应用.北京: 中国计量出版社,1999 .

3.数字电子时钟课程设计报告 篇三

课 程 名 称 电子技术基础 院 部 名 称

机电工程学院

自动化

班 级 10自动化 指 导 教 师 赵国树

金陵科技学院教务处制

目录

一、课程设计应达到的目的............................................二、课程设计题目及要求..............................................三、课程设计任务及工作量的要求....................................1.设计要求.......................................................2.总体参考方案.................................................3.单元电路设计....................................................(1).秒脉冲发生器.............................................(2).秒、分、时计数器...........................................(3).秒、分、时译码显示模块....................................(4).校时电路................................................4.附图说明各部分功能的实现....................................(1).开始状态................................................(2).时、分、秒分别校时........................................(3).3满60秒向分钟进位状态...................................(4).满60分向小时进位状态....................................(5).23:59:59向00:00:00进位状态................................5.整体电路图....................................................6.实验室调试....................................................(1).元件清单.................................................(2).调试过程...............................................(3).调试结果(照片).........................................(4).调试心得体会..............................................参考文献.......................................................致谢........................................................一、课程设计应达到的目的

1、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;

2、进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力;

3、提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力;

4、培养书写综合实验报告的能力。

二、课程设计题目及要求

数字电子时钟设计

1、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

2、小时计时采用24进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。

3、具有快速校准时、分的功能。

三、课程设计任务及工作量的要求

1、设计要求

(1)、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

(2)、小时计时采用24进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。(3)、具有快速校准时、分的功能。

2、总体参考方案 框图

T0.7(R12R2)C0.7(6k24.7k)100uF1.078s

3.单元电路设计(1).秒脉冲发生器

采用555施密特触发器

相关计算如下

仿真图

(2).秒、分、时计数器

秒脉冲信号经过6级计数器,分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制,小时为二十四进制。

由秒脉冲获得的1Hz的频率首先送到计数器,这里采用的是十进制计数器74LS192,达到10次脉冲向前进位并且同步清零,一次来实现“秒”各位的十进制,然后产生一个进位信号,向“秒”的十位送达一个脉冲,“秒”的十位数字将要显示六时,将Q1,Q2经过与门与MR相连,一次达到“秒”的六十清零的目的,同样,分钟的个位的计数要通过秒十位的Q1,Q2经过与门,与“分”个位的家计数器相连,时,“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——„„——22——23——00——01——02——„„”规律计数的,这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中,它是由两片cc40192和一片cc4011构造成的同步二十四计数器,利用异步清零端实现起从23——00的翻转,其中“24”为过渡状态不显示。其中,“时”十位是3进制,“时”个位是十进制。

74LS192功能及引脚图

、可预置的十进制加/减计数器

仿真图

(3).秒、分、时译码显示模块

本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字,显示器有两种:共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。

(4).校时电路

当数字钟走时出现误差时,需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”

“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是,在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。需要注意的时,校时电路是由与门构成的组合逻辑电路如下图示:

方法:“秒”校时采用等待校时法。正常工作时,将开关S1拨向VDD位置,不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时,将S1拨向接地位置,封闭与门G1,暂停秒计时。标准时间一到,立即将S1拨回VDD位置,开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时,S2和S3接地,封闭与门G3或G5,不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时,将S2、S3拨向VDD位置,秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器,让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准时、分一到,立即将S2、S3拨回接地位置,封锁秒脉冲信号,开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送

仿真图

4、附图说明各部分功能的实现

(1).开始状态

(2).时、分、秒分别校时

.(3)..满60秒向分钟进位状态

(4)、满60分向小时进位状态

(5)、23:59:59向00:00:00进位状态

5.整体电路图

6、实验室调试(1)元件清单

(2)调试过程

于6月7日下午开始进行实物调试,历时四个小时。首先调试的是秒脉冲发生器,以NE555为主要芯片其引脚示意图如下图示

选择合适的电阻电容,根据仿真的数据以及连接方式,对其进行调试,由于脉冲产生的波形不稳定,可以采取将脉冲信号经过非门调试。计数器采用的是十进制计数器74LS192,其引脚示意图以及功能表如下示

74ls192引脚图

74ls192功能表

将192的输出端Q1、Q2、Q3、Q4分别与译码器74LS48的A、B、C、D相连接,其引脚示意图如下图示

译码器与共阴极的七段数码管分别相连接。主要部分已经完成,所需要注意的是,每一个芯片都要接通电源和地。至于控制电路以及逻辑进位和清零,所需要的芯片主要是与门和或门以及非门,三者的引脚示意图分别如下示

(与门74LS08)(或门74LS32)(非门74LS00)

(3)调试结果(照片)由于跳动的太大,在进行校正时,可能不会尽如人意,照片如下图示

(4)调试心得体会

通过这次数字电子钟的课程设计,我们才把学到的东西与实践相结合。从中对我们学的知识有了更进一步的理解,而且更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计,但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤,和设计中应注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义,而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。各个芯片能够完成什么样的功能,使用芯片时应该注意那些要点。同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能的区别。

另外,我还渐渐熟悉了pruteus这个仿真软件的各个功能,让我体会到了期中的乐趣,还在电脑制作文档的过程中,使我对办公软件有了更进一步的了解和掌握。

参考文献

1.现代数字电路与逻辑设计 清华大学出版社 北京交通大学出版社.2.模拟电子技术(修订版)清华大学出版社 北京交通大学出版社

3.模拟电子技术教程 电子工业出版社

4.朱定华主编.电子电路测试与实验.北京:清华大学出版社,2004.致谢

4.数电课程设计数字电子钟报告 篇四

数字电子技术课程设计报告

题目:

时间:

院校:

班级: 组员:

数字钟的设计与制作 09-10学年 武汉纺织大学机电工程学院测控技术与仪器专业《数字电子技术》课程设计报告

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一. 设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此,我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二.实现功能

1.要求内容

1)时以24为周期 2)分和秒以60为周期 3)能显示时、分、秒

4)具有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间

2.发挥内容

1)星期的显示

2)计时过程具有报时功能

三.元器件

1.洞洞板2块

2.0.47uF电容1个 3.100nF电容1个

4.共阴八段数码管7个 5.网络线10米

6.CD4511集成块7块 7.CD4060集成块1块 8.74HC390集成块4块 9.74HC51集成块1块

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10.74HC00集成块4块 11.74HC30集成块1块 12.10MΩ电阻5个 13.74HC00集成块4块 14.L7805三端稳压管1个 15.30pF瓷片电容2个 16.9V电池1块

17.单刀双掷开关2个 18.单刀单置开关1个 19.74HC10集成块1块

各个芯片引脚图 1. CD74HC390

2.L7805稳压管

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3. CD4060

4. CD4511

5.74HC10

6.74HC30

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7.74HC51

8.74HC00

四、原理框图

1.数字钟的构成

数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不

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可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

(a)数字钟组成框图

2. 晶体振荡与分频电路

(b)晶体振荡器

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32.768KHz的方波信号,可保证数字

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钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类,一类是用TTL门电路构成;另一类是通过CMOS非门构成的电路,本次设计采用了后一种。如图(b)所示,无源晶震、电容和电阻构成晶体振荡器电路,CD4060实现分频。值得注意的是无源晶振是没有极性的,与电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确

晶体XTAL的频率选为32.768KHZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数.从有关手册中,可查得C1,C2均为30pF.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施.由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R可选为10MΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性.2HZ

1HZ

(c)二分频

通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现.例如,32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有74HC393等.本实验中采用CD4060来构成分频电路.CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便.CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ。再通过二进制计数器,将2Hz信号转化为1HZ,作为秒输入信号。

3. 时间计数电路

一般采用10进制计数器如74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。由其内部逻辑框图可知,其为双2-5-10异步计数器,下降沿触发,并每一计数器均有一个异步清零端(高电平有效)。秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。CPA与1HZ秒输入信号相连,QD可作为向上的进位信号与十位计数

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单元的CPB相连。

秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图 2.4所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。

分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连。

时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换。利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图(d)所示。

六进制电路

由74HC390、7400、数码管与4511组成,电路如图一。

U1A3123U2A12Com74HC00D74HC00DU5SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGU3AV1 32Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U413DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC390D43~ELOF~BIOG~LTVCC5V4511BD将十进制计数器转换为六进制的连接方法

十进制电路

由74HC390、7400、数码管与4511组成,电路如图二。

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U4A3126U4B4574HC00D74HC00DComU3SEVEN_SEG_COM_KU1AV1 60Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U213DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514ABCDEFGVCC5V74HC390D43~ELOF~BIOG~LT4511BD十进制接法测试仿真电路六十进制电路

由两个数码管、两4511、一个74HC390与一个7400芯片组成,电路如图三。

双六十进制电路

由2个六十进制连接而成,把分个位的输入信号与秒十位的Qc相连,使其产生进位,电路

武汉纺织大学机电工程学院测控技术与仪器专业《数字电子技术》课程设计报告

图如图四。

ComComSEVEN_SEG_COM_KU1B6453U1A12U4SEVEN_SEG_COM_KU7U11BABCDEFG64513DADBDCDD5OAOBOCODOE~ELOF~BI~LTOG1211109151421CLR141INA1INB3U10A12ABCDEFG74HC00D74HC00DU3B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD11109U2712674HC00D74HC00DU8A31QA1QB1QC1QD5677126U913DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514VCC5V74HC390D43U1C891011U1D12134511BD74HC390DComVCCU643~ELOF~BI~LTOG5VSEVEN_SEG_COM_K74HC00D74HC00DABCDEFG84511BDComU15C91011U16DSEVEN_SEG_COM_K1213U14U3A131INA1INB21CLR1QA1QB1QC1QD5677126U513DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC00D74HC00DU12B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD111097126U13DADBDCDD5OAOBOCODOEABCDEFG***14V1 100kHz 5V474HC390D43~ELOF~BI~LTOGVCC74HC390D5V43~ELOF~BI~LTOG4511BD4511BD

二十四进制

星期

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由1个十二进制电路、2个六十进制电路组成,因上面已有一个双六十电路,只要把它与十二进制电路相连即可。

4.译码驱动及显示单元电路

选择CD4511作为显示译码电路;选择LED数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字,再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。

计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片,再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。

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5.校时电路

由74CH51D、74HC00D与电阻组成,校正电路有分校正和时校正两部分。

IO1VCC正常输入信号5V校正信号R1IO2U2C9108小时校正电路J110Mohm74HC00D注意:分校时时,不会进位到小时。U11111213910U2DKey = A12R210MohmIO313U2A8123时计数器IO574HC00D1123674HC00D正常输入信号校正信号R3U3A10Mohm12U2B456分计数器IO6IO44574HC00D74HC51D3J274HC00DKey = B分钟校正电路分校正时锁定小时信号输入R410MohmU3B456图中采用基本RS触发器构成开关消抖动电路,其中与非门选用74HC00;对J1和J2,因为校正信号与0相与为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态,当开关打向上时,情况正好与上述相反,这时电路处于校时状态。74HC00D数字钟设计-校时电路部分

数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。即为用COMS与或非门实现的时或分校时电路,In1端与低位的进位信号相连;In2端与校正信号相连,校正信号可直接取自分频器产生的1HZ或2HZ(不可太高或太低)信号;输出端则与分或时个位计时输入端相连。当开关打向下时,因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态;当开关打向上时,情况正好与上述相反,这时校时电路处于校时状态。

实际使用时,因为电路开关存在抖动问题,所以一般会接一个RS触发器构成开关消抖动电路,所以整个较时电路就如图。

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带有消抖电路的校正电路

6.整点报时电路

在59分51秒、53秒、55秒、57秒、59秒的时候,蜂鸣器报时

五、总接线元件布局简图

整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路、整点报时电路组成。

其中以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位,当校时电路处于正常输入信号时,时间计数电路正常计时,但当分校正时,其不会产生向时进位,而分与时的校位是分开的,而校正电路也是一个独立的电路。

电路的信号输入由晶振电路产生,并输入各电路。

七、芯片连接总图

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接线图

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八、总结

1. 实验过程中遇到的问题及解决方法

a、测试过程中有1七段显示器不能正常工作

首先通过万用表检测各接线是否正确,是否出现了短路或者虚焊的情况,最后证明接线并美誉什么问题,最后我们通过并联另一显示器的方法检测出此显示器已损坏,然后就换了一个好的显示器。

b、各段电路的测试方法

我们首先在面包板上把电源的发生和频率的发生电路全部连接好,并检测其正常工作,然后每接好一部分电路就用其检测,没问题后再进行下一步的工作。

c、最后把电路全部接好后让数字钟走了一天后,数字钟出现数字显示不稳定和不能正常工作的情况

因为在数字钟正常工作的时候我们并没有去碰它,所以并不可能出现部分线断掉或者短路的情况,最后我们把主要检测重点就放在了对电池电压的检测和对各集成块的检测上面,最后检测出三端稳压管的输出电压只有3V,低于正常输出的5V电压,然后我们再对电池的输入电压进行检测,输入电压为8V,满足三端稳压管的输入条件,至此可以判断是三端稳压管出现的问题(可能由于工作时间过长而烧掉)。换上一新三端稳压管后,电路又恢复正常工作。

2. 设计体会

通过这次对数字钟的设计与制作,让我们了解了设计电路的程序,也让我们了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是

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最后的成品却不一定与仿真时完全一样,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法。

通过这次学习让我们各个芯片能够完成什么样的功能,使用芯片时应该注意哪些要点。同一个电路可以用那些芯片实现,各个芯片实现同一个功能的区别。另外,我们设计要从市场需求出发,既要有强大的功能,又要在价格方面比同等档次的便宜。

通过这次学习,让我们对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。

3. 对设计的建议

希望在我们动手制作之前,老师能够多给点集成块让我们选择,同一功能但是可以用不同的片子去实现其功能。另外在提供片子的时候应该准备好有多余的片子,因为我们谁也不能保证每一个片子都能够正常工作。

4. 未解决的问题

a用74HC390D的片子作为十进制时为什么也需要置零?

因为74HC390D本身就是十进制的片子,但当我们在试验箱上测试其功能时,当我们在十进制的情况下不置零,此时显示器上的数字就出现不稳定的情况,并且也不会按正常的加法去计数,当接了置零后,显示器就正常工作了。

b、24进制时其各位为什么不需要1010的置零输入?

5.数字电子时钟实验心得 篇五

时间就是金钱、时间就是生命、时间就是胜利„„,准确的掌握时间和分配时间对人们来说至关重要,时钟是我们生活中必不可少的工具。电子钟的设计方法有很多种,但是基于单片机并通过LCD显示的电子时钟具有编程灵活、精确度高、便于携带、显示直观等特点。

利用STC单片机对DS1302时钟芯片进行读写操作并通过12864中文液晶显示实时时钟信息,这样便构成了一个单片机电子时钟。

关键词:单片机,电子时钟,LCD12864,DS1302,闹钟。

第一章 引言

1957年,Ventura发明了世界上第一个电子表,从而奠定了电子时钟的基础,电子时钟开始迅速发展起来。现代的电子时钟是基于单片机的一种计时工具,采用延时程序产生一定的时间中断,用于一秒的定义,通过计数方式进行满六十秒分钟进一,满六十分小时进一,满二十四小时小时清零。从而达到计时的功能,是人民日常生活补课缺少的工具。

石英表都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调试,数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,用LED显示器代替指针显示进而显示时间,减小了计时误差,这种表具有时、分、秒显示时间的功能,还可以进行时和分的校对,片选的灵活性好。

该电子时钟由STC89C52,按键,LCD12864中文液晶显示器,DS1302等构成,采用晶振电路作为驱动电路,由延时程序和循环程序产生的一秒定时,达到时分秒的计时,六十秒为一分钟,六十分钟为一小时,满二十四小时为一天。

第二章电子时钟设计要求及方案论证

1、显示模块选择方案和论证

方案一:

采用点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,可用来显示数。但体积较大,且价格也相对较高,从便携实用的角度出发,不采用此种方案。

方案二:

采用LED数码管动态扫描。LED数码管价格便宜,对于显示数字最合适,但功耗较大,且显示容量不够,所以也不用此种方案。

方案三:

采用LCD液晶显示屏。液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,显示多样,清晰可见,且价格适中,所以采用了LCD数码管作为显示。

2、时钟芯片的选择方案和论证

方案一:

直接采用单片机定时计数器提供秒信号,使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。采用此种方案虽然减少芯片的使用,节约成本,但是,实现的时间

误差较大。所以不采用此方案。

方案二:

采用DS1302时钟芯片实现时钟,DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片,可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数,而且精度高,工作电压2.5V~5.5V范围内,2.5V时耗电小于300nA.

3、电路设计最终方案决定

综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用STC89C52单片机作为主控制系统;采用DS1302作为时钟芯片;采用12864LCD液晶作为显示器件。

第三章单片机简介

1、STC89C52主要功能及PDIP封装

STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机。STC89C52主要功能如表2.1所示,其PDIP封装如图2.1所示

6.数字电子时钟课程设计报告 篇六

关键词:数字电子技术?项目课程?教学改革

中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)09(c)-0175-01

《数字电子技术》是高职电子信息、电气自动化等电子类专业的一门重要的专业基础课程,理论与技能的紧密结合是本课程的重要特点。传统的教学把理论学习和技能训练隔离开来,理论课以教师在课堂上讲授为主,技能训练则由专职的实验教师在实验室里进行,基本上也是以传授知识为目的,实验的内容主要是验证理论知识,强化对理论知识的理解,学生处于被动学习的地位,动手机会少,实验目的不明确,从而造成学生缺乏学习兴趣和主动性,因此必须对《数字电子技术》课程的教学方式进行教学改革,实施项目课程开发。

1 项目课程设计

项目课程是以工作任务为中心选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式,其核心是“基于工作过程”,在工作中学习,在学习中工作,教师在整个过程中充当导演的角色,充分发挥学生的主体性,调动学生学习的主动性。这样不但提高了学生的基本操作能力,又可以提高学生的创新思维能力和创新技能。根据我们多年来对《数字电子技术》课程教学的实践,结合高职学生知识储备和人才培养方案的要求,我们把该课程分成表决器、抢答器、数字时钟、烟雾报警器、数控电源等五个电子器件的制作,构成五个教学项目,具体的教学设计如表1所示。

2 项目课程设计的特点

2.1 项目内容简单,涵盖知识点全面

精选的五个工作项目,学生制作起来难度不大,在规定的学时内较容易完成。同时完成五个项目需要的理论知识各有侧重,涵盖了《数字电子技术》课程逻辑代数基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、数模、模数转换器等所有内容,保证了课程理论知识结构的完整。

2.2 用较少的课时完成规定的教学任务

在高职的人才培养方案中,《数字电子技术》的课时一般在72学时左右,用传统的教学模式在这么少的课时内完成所有的教学任务是不可能的,大都采取减少教学内容、降低教学难度等方式。采用项目化教学,教学活动由于在一体化教室中进行,理论和技能都由一个教师指导,减少讲授内容的重复,有利于所有教学任务的完成。

3 项目课程的实施

为了保证教学设计顺利应用于教學实践,还需要在教学设施、教学组织、教学评价等方面制定相应的保障措施。

3.1 建设“教学做一体化”教室

项目课程设计把理论学习和技能训练整合成一个项目,相应的教学场地也必须把原来分离的教室和实验室合二为一,形成“教学做一体化”教室。《数字电子技术》需要的一体化教室内可分成理论教学区和实训操作区。理论教学区要有多媒体教学设备及相应的仿真软体,实训操作区有电子仪器仪表、数字实训平台等。在环境的布置上可以参照实际生产企业生产的需要,张贴安全生产宣传标语、生产操作流程、安全操作流程等,场地允许的话还可以安排学生作品展台。

3.2 编写项目课程教材或讲义

传统的教材是显然不适合项目课程教学的需要,必须按照要求编写相应的教材或讲义。教材要以设计的项目为单元,打破原来的理论体系框架,把理论知识和技能整合一起。

3.3 组织教学项目实施,规范教学过程

五个教学项目的教学过程要统一规范,一般按照下面几个环节来进行:一是下达工作任务。也就是要明确制作什么产品,该产品的功能是什么。同时提供给学生产品的制作步骤和电气原理图。二是学习与本任务相关的理论知识。学生可根据提供的知识点清单,利用图书馆、互联网等自学,教师也可以集中重点讲授、总结,使学生掌握较系统的理论知识。三是制定制作计划。围绕工作任务的要求,同学之间相互讨论,共同制定制作产品的具体步骤、需要的电子元器件、仪器仪表等,形成具体的制作方案。四是选择制作方案。根据讨论的几个方案,同学们可根据元器件的性能、可操作性、产品的功能、简洁性等原则,选择确定最佳的方案。五是具体的制作实施。同学要分成几个小组,小组成员分工合作,共同完成产品的制作。六是检查评价。根据每个小组制作的产品,可分别在元器件的选择、元器件的安装、电路的焊接、仪器仪表的使用、产品功能实现、故障排除与调试、工具的使用、原材料的用量等方面作出评价。

4 建立多元课程评价体系

为全面考查学生掌握理论知识和实践技能,《数字电子技术》项目课程的考核分理论和实践两方面来进行。理论考试以笔试的形式进行,重点考核学生对理论知识的掌握。实践考核由指导教师根据各个教学环节设计考核内容,参考制作过程的考察记录和最终作品,在基本的专业能力、任务完成情况、作品质量、工作态度和团队合作等方面给予评价。

《数字电子技术》项目化教学改革,整合了理论学习和实践技能训练,解决了教学过程中理论和实践的脱节问题,在教学过程中能做到“教、学、做”相结合。在项目化教学中,给学生明确的工作任务,提供参考电路图,这样不限制学生的思维,学生可根据要达到的功能自行设计多个方案,不仅激发了学生的学习兴趣,还强化了知识的掌握程度,培养了学生的综合技能,锻炼和提高了学生的思维能力、分析问题及解决问题的能力。教学的实践证明,在《数字电子技术》课程教学中采用项目教学法是一种实用有效的好方法。

参考文献

[1] 冯志军.项目课程课例开发的实践与思考[J].中国职业技术教育,2010(35).

7.数字电子技术课程设计(模版) 篇七

一、设计题目

1、多功能数字钟的设计

设计要求:设计一个多功能数字钟,要求能准确计时,并以数字形式显示时、分、秒的时间,能校正时间。

2、数字频率计的设计

设计要求:设计一个数字频率计,要求可以测量方波、正弦波、三角波的频率,并以四位十进制数字表示。

3、多路数字式竞赛抢答器的设计

设计要求:设计一个可供六组参赛的数字式竞赛抢答器,每组设计一个抢答按钮,要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能,具有计分及计时功能,设置犯规报警。

4、病房呼叫系统

设计要求:用1~5个开关模拟5个病房的呼叫输入信号,1号优先级最高;1~5优先级依次降低; 用一个数码管显示呼叫信号的号码;没信号呼叫时显示0;有多个信号呼叫时,显示优先级最高的呼叫号(其它呼叫号用指示灯显示);凡有呼叫发出的呼叫声;对低优先级的呼叫进行存储,处理完高优先级的呼叫,再进行低优先级呼叫的处理。

5、篮球24S倒计时

设计要求:具有显示24S计时功能;设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停连续功能计时器为24S递减计时器,其计时时间间隔为1S,计时器减计时到零时,发出报警信号。

6、16路数显报警器

设计要求:设计16路数显报警器,16路中某一路断开时(可用高低电平表示断开和接通),用十进制数显示该路编号,并发出声音信号;报警时间持续10秒钟;当多路报警时,要有优先级,并将低优先级的报警存储,处理完高优先级报警后,再处理之。

7、六十进制计数器。

设计要求:能实现六十进制计数,采用数码显示数字,有暂停功能,方波产生电路可不必设计。

8、电子门铃

设计要求:设计一个电子门铃,响声为“嘀嘀”声,或者叮咚声等;响声持续20S9、故障指示电路

设计要求:

1、一台设备出故障,黄灯亮;两台设备出故障,红灯亮;三台设备出故障,黄灯和红灯都亮。

2、设备工作或故障可用开关来模拟

二、课程设计说明书与图纸要求

课程设计说明书包括内容:

1.设计任务及主要技术指标和要求;

2.选定方案的论证及整体电路的工作原理;

3.单元电路的设计计算,元器件选择,电路图;

4. 按国家有关标准画出整体电路图,列出元件、器件明细表;

8.数字电子时钟课程设计报告 篇八

【摘要】《数字电子技术》课程作为电子类专业的主干技术基础课之一,其陈旧的教学内容,传统的教学方法和教学手段,已不适应现代中职教育培养目标的需要。在现代教学设计思想的指导下,对《数字电子技术》课程的教学内容、教学方法和教学媒体进行了精心设计和探讨,从该课程教学目标和中职教育教学基本原则的要求出发,正确把握教学内容的量与度;将理论教学与实践教学融为一体;积极采用多媒体教学技术,注重现代教学媒体与传统媒体的有机结合,从而激发了学生学习的积极性,调动了学生学习的主动性和创造性,培养了学生分析问题、解决问题的能力。改进提高了该课程的教育教学质量。

【关键词】数字电子技术 教学设计 探讨

0引言

教学设计也称教学系统设计。它是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标,建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。教学系统是由教师、学生、教学条件三个基本要素构成的,因此教学设计是一个系统化的过程,包括如何定位教学目标、如何进行任务分析、如何制定教学策略和正确选择教学媒体、如何编制教学评价标准等。具体来讲它主要包括教学内容、教学方法、教学策略、教学模式、教学媒体、教学评价等内容。传统的教学设计通常注重于教学过程的设计,具体体现为以教师为中心的教育模式,知识的传输方式是“教师→学生”的单向传递方式,学生是被动的知识接受者,称为“以教学过程为中心的教学系统设计。”而现代教学设计吸收了先进的教育教学理念,教学过程围绕各个实际问题展开,这些问题可以由教师提出,也可以由学生提出,学生主动参与教学过程的各个环节,体现为既发挥教师主导作用又充分体现学生认知主体作用的“主导―主体”教育模式,既注意教又注重学,称为“以教学问题为中心的教学系统设计”。如何把现代教学设计的思想应用到《数字电子技术》课程教学中,笔者做了初步的探索和尝试。旨在抛砖引玉,相互启发。

1.从课程的教学目标出发,选择教学内容,把握理论上的度。

《数字电子技术》是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程,其教学目标是通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法,训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能;培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能,为今后可能从事的职业打好基础。因此,基于本课程的教学目标和中职教育的培养目标,我们在教学内容的选择上突出了基本理论,基本分析方法和知识的应用,回避了繁锁的集成电路内部分析和数学推导。着重外部逻辑功能的描述、分析和应用。强调外特性和主要参数。如在逻辑门电路一章中,改变了以74标准系列门作为典型电路分析逻辑功能和电气特性的传统,改用实际工作中运用的较多的CT74S系列门作为典型电路进行分析,进而介绍了CT74LS系列,还对TTL集成门电路各系列的主要电气参数进行了比较,使学生对各系列TTL集成门电路的特性都有一定了解。同时,还将TTL系列和CMOS4000系列门电路的主要电气参数进行了对比,使学生能根据实际工作要求正确选用数字集成电路。在时序逻辑电路一章中,在介绍计数器、寄存器和移位寄存器基本电路工作原理的基础上,直接介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用。而没有讨论它们的内部逻辑电路。对于组合逻辑电路等中规模集成电路也采用了类似的处理方法。这不断突出了中规模集成电路的应用,同时也为增加技能训练时间创造了有利条件。

2.从培养能力出发,将理论教学与实践教学融为一体

由于《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课,其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础,理论与实践的密切结合,在本门课程中显得尤为重要。因此,我们在各章都设置了相应的实践训练环节――技能训练。它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。“基本性技能训练”所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关,充分体现课程的实践性。“设计性技能训练”是根据给出的实际问题,由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时还设置了理论与实践综合课程――课程设计内容,将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践,使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能,再通过相应的课程设计将理论用于实践,将设计和实现融为一体,使学生在课程设计中即能提高运用所学知识进行设计的能力,又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。从工程角度出发培养学生的工程思维方法、工作方法和应用所学知识解决实际问题的能力。使能力培养贯穿于教学的全过程。

为了培养学生分析和排队故障的能力,在教学内容提要的安排上,还先后介绍了《技能训练中故障的检查与排除》和《数字系统一般故障的检查和排除》等内容。使学生得到较为系统的故障诊断与排除的训练,从而提高学生解决实际问题的能力。

通过以上几种形式对教学内容的组合整编,使学生易学易懂,教师便于组织教学,有利于激发学生的学习积极性,培养学生的工程观念,训练学生工程实用技能。

3.结束语

从现代教学设计理念出发,我们对《数字电子技术》课程的教学内容,教学方法和教学媒体的设计进行了探索,积累了一些实践经验,也取得了一些成效。但是,探索和尝试是初步的,教学设计还有一些方面我们还没有涉猎到,通过教学设计如何来解决《数字电子技术》课程与工程实际相脱节,与职业资格证书考试相脱节的问题,我们也未涉及到。上述未解决的问题,我们期待与大家共同一道探索。

【参考文献】

[1].黄荣怀 宋文官 编《架设桥梁》高等职业教育现代教育技术的应用 [M]北京高等教育出版社 2005.1 11

[2].梁俊 编 《关于中职教育应用型人才培养的思考》[J]四川技术学院学报2005.2第1期 97

9.数字电子时钟课程设计报告 篇九

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一.概述

汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路,在日常的生活中有着很广泛的应用.汽 车行驶时,会出现正常行驶,左转弯,右转弯,刹车四种情况,针对这四种情况可以 设计出汽车尾灯的控制电路来表示这四种状态.设计一个汽车尾灯控制电路,技术指标如下: 假设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯(用发光二极管模拟);汽车正常运行时指示灯全灭;汽车左转弯时,左侧 3 个指示灯按左循环顺序点亮;汽车右转弯时,右侧 3 个指示灯按右循环顺序点亮;临时刹车时所有指示灯同时闪烁.二.方案论证

方案一: 汽车尾灯控制电路主要由 D 触发器逻辑电路,左转,右转控制电路,刹车控制电 路构成.首先将脉冲信号 CLK 提供给 D 触发器逻辑电路.用三片 D 触发器设计一个逻辑电路可以产生 001,010,100 的循环信号.将此信号作为左转,右转的原始信号.设置左转控制开关和右转控制开关.通过开关的控制将左转,右转的原始信号通过逻辑电路分别输出到左,右的 3 个 汽车尾灯上.这部分电路起到信号分拣的作用.设置刹车控制开关,将脉冲信号 CLK 提供给刹车控制电路.当开关置为刹车信号时,分拣之后的信号通过逻辑电路实现刹车时所有指示灯随 着时钟信号 CLK 全部闪烁的功能.最终得到的信号即可输出到发光二极管上,实现所需功能.方案一原理框图如图 1 所示.1 CLK D 图 1 方案一原理框图

方案二: 汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路,三进制计数器,译码电路,显示,驱动 电路构成.由于汽车左或右转弯时,三个指示灯循环点亮,所以用三进制计数器控制译码器 电路顺序输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮.首先,设置两个可控制的开关,可产生 0 0,0 1,1 0,1 1 四种状态.开关置为 0 0 状态时,表示汽车处于正常运行状态.开关置为 0 1 状态时,表示汽车处于右转弯的状态.开关置为 1 0 状态时,表示汽车处于左转弯的状态.开关置为 1 1 状态时,表示汽车处于刹车的状态.其次,设计电路实现所需达到功能.三进制计数器可用两片 D 触发器构成.译码电路可用 3 线—8 线译码器 74LS138 和 6 个与非门构成.显示,驱动电路由 6 个发光二极管和 6 个反向器构成.2 方案二原理框图如图 2 所示.显示,驱动电路

开关控制电路

译码电路

三进制计数器

图 2 方案二的原理框图

最终方案为方案二.电路设计 三.电路设计

1.时钟脉冲电路 由 555 定时器构成的多谐振荡器电路如图 3 所示.12V Vs 1 28.86k R1 4 8 VCC RST DIS THR TRI CON GND 1 OUT 3 6 57.72k R2 7 8 CP 7 6 2 5 10nF C 10nF Cf 0 LM555CM Timer 图 3 由 555 构成的多谐振荡器

接通电源后,电容 C 被充电,Vc 上升,当 Vc 上升到 2/3Vcc 时,触发器被复位, 此时 Vo 为低电平,电容 C 通过 R2 和 T 放电,使 Vc 下降.当 Vc 下降到 1/3Vcc 时, 触发器又被复位,Vo 翻转为高电平.周期 T 为: T=(R1+2R2)Cln2≈0.7(R1+2R2)C 这样,通过控制电容充放电时间,使多谐振荡器产生时钟信号.2.开关控制电路 开关控制电路如图 4 所示.3 VCC 5V VCC J1 Key = A 10 R1 200? 0 U7B U15B 12 C G VCC 5V U3A VCC 74LS136D J2 Key = B 11 R2 200? 0 13 74LS00D 74LS04D U9B D U16A 14 74LS00D CP 74LS10D 图 4 开关控制电路

电路通过控制开关 A,B 的断开和闭合,实现正常行驶,左转弯,右转弯,刹车四 种状态.AB 置为 0 0 状态时,表示汽车处于正常运行状态.AB 置为 0 1 状态时,表示汽车处于右转弯的状态.AB 置为 1 0 状态时,表示汽车处于左转弯的状态.AB 置为 1 1 状态时,表示汽车处于刹车的状态.3.三进制计数器 原理图如图 5 所示.4 VCC 5V 2 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 1Q 15 U2A A VCC 16 1K 74LS76D 1 3 2 2 U2B 1Q 15 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 B 16 1K 74LS76D 图 5 三进制计数器原理框图

4.译码,显示驱动电路 译码,显示驱动电路如图 6 所示.VCC U4A 74LS00D U5A 9 U10A LED1 23 R3 17 200 5V A B1 2 C 3 6 G4 5 U1 A B C G1 ~G2A ~G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 9 7 74LS04D U11A LED2 3 10 24 R4 18 16 200 74LS00D 74LS04D 4 U6A U12A 5 LED3 11 25 R5 19 6 7 8 200 74LS04D U13A LED4 R6 12 20 26 200 74LS00D 74LS04D U8A U14A LED5 R7 13 21 27 200 74LS00D 74LS04D U9A U15A LED6 R8 14 22 28 200 74LS00D 74LS04D 74LS00D U7A 0 74LS138D VCC 图6 译码,显示驱动电路 5 四,性能的测试

利用 Multisim10 进行测试和仿真.1.当汽车正常行驶时,AB 置为 0 0 状态,指示灯全灭.仿真结果如图 7 所示.图7 正常行驶仿真结果

2.当汽车左转弯时,AB 置为 1 0 状态,左侧 3 个指示灯按 LED1->LED2->LED3 顺 序循环点亮.仿真结果如图 8 所示.6 图8 左转弯仿真结果

3.当汽车右转弯时,开关置为 0 1 状态,右侧 3 个指示灯按 LED4->LED5->LED6 顺 序循环点亮.仿真结果如图 9 所示.7 图9 右转弯仿真结果

4.当汽车刹车时,AB 置为 1 1 状态,所有指示灯全部随着时钟信号闪烁.仿真结果如图 10 所示.8 图 10 刹车仿真结果

五.结论

电路的主要特点是选用简单常见的元器件,充分利用所学知识.通过仿真结果可以看出,符合任务书中所要求的性能指标,完成所需功能.六.性价比

本电路采用的都是简单且常见的元器件, 价格相对便宜, 性能基本符合技术要求.适用于对技术要求不是十分严格的电路.因此,本电路的性价比较高.七,课设体会及合理化建议 课设体会及合理化建议

这次总的说来收获很大,但在独立设计过程中着实也遇到了不少困难.比如开始 时不知用什么逻辑器件使输出为 001,010,100 的循环,以使指示灯按一定的顺序依 次点亮, 后经过与同学的讨论最终使问题得到了解决, 我想这也是最吸引我们的地方, 当真正投入时才发现乐在其中.一开始对软件不熟悉,刚进行上机设计时很不顺手,遇到不少麻烦,经过自己的 学习和老师的指导,才完成了电路的设计并成功进行了仿真.9 参考文献

[1] 刘修文主编.实用电子电路设计制作.[M]北京:中国电力出版社,2005 年 [2] 朱定华主编.电子电路测试与实验.[M]北京:清华大学出版社,2004 年 [3] 路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京:北京交通大学出版社,2004 年 [4] 阎石主编.数字电子技术.[M]北京:高等教育出版社,2006 年 [5] 谢自美主编.电子线路设计实验测试.[M]武汉:华中科技大学出版社,2006 年 [6] 华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京:机械工业出版社,2005 年

附录Ⅰ 附录Ⅰ 总电路图 11 附录Ⅱ 附录Ⅱ 元器件清单

序号 编号 名称 型号 数量

R1, R2, R3, R4, R5, R6, 电阻 R7,R8, R9 R10 LED1,LED2, LED3,LED4, LED5,LED6, U2A,U2B, U10A,U11A, U12A,U13A, U14A,U15A, U15B, 电阻 电阻 200 8 2 3 28.86k 57.72k 1 1 4 发光二极管 LED 6 5 JK 触发器 74LS76 2 6 非门 74LS04 7 7 U4A,U5A,U6A, U7A,U7B,U8A, 与非门 U9A,U9B 74LS00 8 9 10 11 12 U16A, 与非门 直流电源 直流电源 74LS10 5V 12V DIPSW1 1 4 1 2 J1,J2, 开关

10.多功能数字钟课程设计报告 篇十

电子技术课程设计报告书

2016年6月12日

一、设计任务及要求:

用中小规模集成芯片设计并制作多功能数字钟,具体要求如下:

1、准确及时,以数字形式显示时(00~23)、分(00~59)、秒(00~59)的时间。

2、具有校时功能。指导教师签名:

2016

二、指导教师评语:

指导教师签名:

2016

三、成绩

指导教师签名:

2016年6月年6月年6月日

多功能数字钟课程设计报告 设计目的

一、设计原理与技术方法:

包括:电路工作原理分析与原理图、元器件选择与参数计算、电路调试方法与结果说明; 软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。

1、电路工作原理分析与原理图

数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。由于标准的1Hz 时间信号必须做到准确稳定,所以通常使用输出频率稳定的石英晶体振荡器电路构成数字钟的振源。又由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。因此一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲后,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码,并通过显示器显示时间。由以上分析可得到原理框图如下图

图1 实验原理框图

2、元器件选择与参数计算

(1)晶体振荡电路:产生秒脉冲既可以采用555脉冲发生电路也可以采用晶振脉冲发生电路。若由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源,可使555与RC组成多谐振荡器,产生频率 f=1kHz的方波信号,再通过分频则可得到秒脉冲信号。晶体振荡器电路则可以给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。相比二者的稳定性,晶振电路比555电路能够产生更加稳定的脉冲,数字电路中的时钟是由振荡器产生的,振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度,所以最后决定采用晶振脉冲发生电路。石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整,它是电子钟的核心,用它产生标准频率信号,再由分频器分成秒时间脉冲。

所以秒脉冲晶体振荡选用32768Hz的晶振,该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。从有关手册中,可查得C1、C2均为20pF。当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为20MΩ。

(2)分频器电路:分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768(152)次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。该电路可通过CD4060与双D触发器74LS74共同实现。

(3)时间计数器电路:时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器。计数器可以使用十进制的74LS160。

(4)译码驱动电路:译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。译码器可以使用CD4511。

(5)校时电路:可以通过基本的门器件、电阻与开关实现。由设计的电路图可选择与非门74LS00。(6)整点报时电路:一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波。

3、电路调试方法与结果说明(1)电路调试方法 ①数码管的调试:可以用万用表的负极接数码管的3或8脚,正极依次接数码管剩余的管脚所接电阻的另一端,并将万用表调至测发光二极管档位,从而测试数码管的显示是否正确。②“时”“分”“秒”电路的调试:将“时”“分”“秒”电路连接完成后,可以用函数信号发生器产生的1Hz方波信号分别作为“时”、“分”、“秒”的个位74LS160的计数脉冲,从而测试“时”是否为24进制,“分”和“秒”是否为60进制。③校时电路的调试:先将电路外接用函数信号发生器产生的2Hz方波信号,再分别通过校时、校分电路开关的断开、闭合以及开关闭合后电路的工作情况判断电路的校时、校分功能是否正确。

④秒脉冲产生电路的调试:将电路产生的秒时间脉冲接入示波器,观察并计算电路是否产生1Hz方波信号。(2)结果说明

①数码管的调试:当正极依次接1、2、4、5、7、9、10管脚时,数码管依次是G、F、A、B、C、D、E亮。②“时”“分”“秒”电路的调试:“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。

③校时电路的调试:开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态。

④秒脉冲产生电路的调试:电路产生1Hz方波信号。

4、软件设计说明书与流程图(1)秒脉冲产生电路

晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。从有关手册中,可查得C1、C2均为20pF。当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为22MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。

本实验中采用CD4060来构成分频电路。管脚图见图2。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768Hz的信号分频为2Hz,再经过74LS74即可获得1Hz的方波信号。原理电路图如图3所示,图4为仿真电路图。

图2 D4060管脚图

图3 CD4060秒脉冲振荡发生器

图 4 产生1Hz时间脉冲的电路图

(2)时间计数器电路 ①“秒”“分”电路

根据题目要求,“秒”和“分”都是60进制的,而且是从“00”到“59”,可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器,即分别将“秒”和“分”个位的进位输出信号经非门作为“秒”和“分”十位的计数输入脉冲。当计数器从全0状态开始计数,计入59个脉冲时,经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零,于是便得到了60进制的计数器。74160的逻辑功能示意图、引脚图及功能表如下所示。

图5 a)74160逻辑功能示意图

b)74160引脚图

图6 74160逻辑功能表 ②“时”电路 根据题目要求,“时”是24进制的,而且是从“00”到“23”,可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器,当计数器从全0状态开始计数,计入23个脉冲时,经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零,于是便得到了24进制的计数器。(3)译码驱动电路

计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路。由于CD4511是输出高电平有效,所以选用七段共阴极LED数码管。若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端,便可进行不同数字的显示。“秒”用数码管显示如图7所示。

图7 “秒”的译码及驱动显示电路图(4)校时电路

数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符合,需要根据标准时间进行校时。通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。校“秒”时,采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。对校时电路的要求是 : 1.在小时校正时不影响分和秒的正常计数。2.在分校正时不影响秒和小时的正常计数。当开关断开时,因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态;当开关闭合时,情况正好与上述相反,这时校时电路处于校时状态。与非门可选74LS00,非门则可用与非门2个输入端并接来代替从而节省芯片。校时电路图见图8。

校时电路图(5)整点报时电路

一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波。当时间在59分50秒到59分59秒期间时,分十位、分个位和秒十位均保持不变,分别为5、9和5,因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC 和QA相与。电路在整点前6秒钟内开始整点报时,即当时间在59分54秒到59分59秒期间时,报时电路产生报时控制信号,控制小喇叭产生低音;当时间为00分00秒时,报时电路产生报时控制信号,控制小喇叭产生高音。

5、软件调试方法与运行结果说明(1)软件调试方法

由于仿真时晶振不能正常工作,所以通过外接1KHz方波信号来调试电路。“时”“分”“秒”电路的调试:“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。校时电路的调试:可以通过校时、校分电路的开关来校对时间,并判断电路的“时”“分”“秒”的进制是否正确。开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态。(2)运行结果说明

数码管的各部分可以正确显示,电路的“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态,通过控制开关及输入信号可以达到校时功能。

三、设计体会与建议 1.设计体会

我觉得此次的数字钟设计实验,电路原理相对来比较简单,但电路图比较复杂,所用芯片比较多,相应的连线也多,这就给焊接电路增加了较大的难度。不过通过此次实验,使我更进一步地熟悉了芯片的结构,掌握了实验中所用各芯片的工作原理和其具体的使用方法,同时还接触到了一些新认识的芯片,增长了见识。这次课程设计是一次难得的锻炼机会,让我们能够充分运用所学过的理论知识和自己动手实际操作的能力,另外还让我们学习查找资料的方法,以及自己设计电路、焊接电路、分析解决电路存在的问题的能力。这对于我来说是很好的提高,填补了平日理论学习后实践方面的空白。参考文献

[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2001年

11.电子技术课程设计报告格式要求 篇十一

1.统一采用“洛阳理工学院课程设计说明书”专用纸书写(手写),电路图和表格进行打印,粘贴到正文所需的位置。

2.封面页

(1)课程名称:电子技术课程设计

(2)设计课题:自己的选题

(3)专业:计算机科学与技术

(4)班级:B100505

(5)日期:写完成日期,用阿拉伯数字,如2012年1月3日

3.课程设计任务书页

(1)系的前面填写:计算机与信息工程,专业前面写:计算机科学与技术,学号后面:B10050501,注意红色部分的区别。

(2)课程设计内容与要求:根据自己的选题来写。大概格式如下:

使用…器件设计一个…电路。电路设计要求如下(或电路功能):…..(3)设计(论文)开始日期填写:2011年12月26第二行填写李京秀

(4)设计(论文)完成日期填写:2011年12月30日,指导教师填写赵国增

(5)本页下面的日期填写完成日期:2011年12月30日

4.课程设计评语页

(1)与上页重复部分,按照前页的书写要求。

(2)课程设计篇幅。实际打印的图纸张数,说明书页数为正文的页数,既目录以后内容的页数。

5.目录页

(1)标题:目录,居中。

(2)内容排版:可以写到两级目录,页码用阿拉伯数字。

如:设计任务及要求……………………………..1设计方案……………………………………..2电路设计…………………………………….3

3.1 方波信号发生器设计…………………..3

3.2 分频电路设计………………………….4

………………..电路仿真测试……………………………….X结论………………………………………….X心得体会…………………………………….X

7参考文献……………………………………..X

(3)目录页页码:如一页不写页码,多页用I、II、III、IV…..6.注意:图名应在图的下方,表名称在表的上面。

7.装订顺序

12.数字电子钟课程设计 篇十二

一. 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

二. 课程设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

三. 设计所需要的器材„„„„„„„„„„„„„„„„„2

四. 课程设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

五. 课程设计各个部分模块的介绍„„„„„„„„„„„„2

1.振荡器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.2.分频器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.3.计数器„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.4.译码器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

5.显示器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

6.正点报时的扩展电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

六.设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

七.心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

八.各部分电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5—8

九.总电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.9

一.引言

当今时代,电子技术迅猛发展,各种各样的电子产品也相继出现,数字电子钟也应运而生。数字电子钟能够将时间以数字的形式直观地展现出来,让人们更加清楚地掌握时间,因此备受人们的青睐。数字钟是采用数字电路来实现的,以“时”、“分”、“秒”的形式直观地显示时间。它已成为人们日常生活必不可少的一部分,广泛地应用在各家各户以及车站等公共场所,数字钟的广泛应用,有着非常现实的意义,由于数字集成电路的发展,使得数字电子钟的精度,远远超过老式钟表, 而且具有较好报时功能。本设计采用各种集成电路,进行了一个具有正点报时功能的数字电子钟的设计。由于本人能力有限,设计中如有不足之处,还请老师批评指正。

二.课程设计目的1.独立完成一个数字电子钟的设计;

2.了解和掌握用数字集成电路来设计数字钟的基本原理和方法;

3.掌握N进制计数器的设计与并了解一些常用的电子芯片的功能;

4.进一步巩固所学到的理论知识,并应用所学知识分析和解决实际问题;

三.设计所需要的器材

1.555定时器一个

2.电阻:2K、10K、5.1K、0.3K各一个;1K电阻42个

3.电容:0.1ūF、0.01ūF各一个

4.芯片:74LS90(三个)、74LS161(两个)CD4518一个、CD4511(六个)

5.共阴极七段显示器(六个)

6.喇叭1个

四.课程设计原理

数字钟是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器以及具有正点报时功能的扩展电路所构成的。

欲设计一个数字电子钟,首先应该有一个脉冲源(能够自动的产生稳定的标准时间脉冲信号),即为振荡器;但是一般脉冲源所产生的脉冲信号的频率较高,所以,就需要使用分频器对其进行分频,从而得到适合用来计时的秒脉冲信号,即频率为1Hz的秒脉冲信号;经过分频器输出的秒脉冲信号,再进入计数器当中进行计数,又由于在计数时,北京时间规定60秒为一分钟,60分钟为一小时,24小时为一天,因此就需要两个60进制的计数器和一个24进制的计数器;计数器计数完毕后再经过译码器进行译码;最后在显示器中将累计结果以“时”、“分”、“秒”的形式显示出来。能够正点报时的扩展电路完成了对整时的提示,使人们能够更清楚地掌握时间。图1为数字钟的逻辑框图。

五.课程设计各个部分模块的介绍

1.振荡器

振荡器的精确度和稳定性对电子钟的质量影响最大,石英晶体振荡器具有震

荡频率准确、频率容易调整且电路结构较简单的优点。但一般来讲,如果振荡器的频率和其计时精度越高,则其耗电量越大。555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在一起的中规模集成电路,功能灵活,所以本设计采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。555定时器由电阻分压器、比较器、基本RS触发器、双极型三极管T和输出缓冲器组成,其外部有八个引脚,第8脚为电源端,第1脚为接地端,第3脚为输出端,第4脚为直接复位端,第5脚为控制电压输入端,第6脚为复位控制端,第2脚为置位控制端,第7脚为放电端。图2为由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器的电路图,图3为555定时器的引脚图。R为可调电阻,调节R1时可以得到相应频率的信号输出。

2.分频器

由于振荡器所产生的信号频率很高,因此需要由分频器来实现对信号频率的调整,从而得到频率为1Hz的脉冲信号,本设计采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现,从而得到设计所需要的秒脉冲信号,其电路图如图4所示。

3.计数器

“秒”和“分”计数器应当采用60进制计数器,而“时”计数器应当采用24进制计数器。秒脉冲信号经过六级计数器以后,分别得到“秒”的个位、十位,“分”的个位、十位,“时”的个位、十位的计时。

60进制计数:“秒”和“分”的计数都需要60进制,本设计根据《电子技术》课本中提到的知识,采用两片74LS161组成256进制计数器后再用反馈归零法来组成60进制计数,其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制其电路图如图5所示。74LS161芯片的引脚排列图和逻辑功能示意图如图6所示。图中C是输入计数脉冲,CR非是清零端,LD非是置数端,CTp和CTt是计数工作状态控制端,D0~D3是并行数据输入端,CO是进位信号输出端,Q0~Q3是计数器状态输出端。

24进制计数:“时”的计数是24进制计数,本设计采用CD4518来实现24进制计数,CD4518是一个同步加法计数器,在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器,其功能引脚分别为1~7和9~{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入(1脚或2脚;9脚或10脚),4路BCD码信号输出(3脚~6脚;{11}脚~{14}脚)。完成24进制计数的电路图如图7所示,CD4518的引脚图如图8所示。

4.译码器

我们在新校区做电子试验时,在“译码器及其应用”实验中曾用到芯片CD4511,对其较为熟悉,因此本设计采用数字显示译码器CD4511,来实现计数器传来的信号的译码功能。译码是编码的逆过程,即,将给定的代码进行翻译的过程。当计数器所采用的码制不同时,译码电路也会随之不同。CD4511内接有

上拉电阻,故只需在输入端与数码管笔段之间传入限流电阻即可工作。其特点为:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511的引脚图如图9所示。

5显示器

本设计用七段发光二极管来显示译码器所输出的数字,显示器有共阳极显示器和共阴极显示器两种,而74LS48译码器所对应的显示器是共阴极(接地)显示器。LED7段显示器的外形图及二极管的连接方式如图10所示。

6.正点报时的扩展电路

该正点报时的功能为:最外端对其安装一个喇叭,每当正点到来时,按4次低音和一次高音的顺序发出间断声响,最后一声高音结束的时刻正好是正点。设声响为一秒钟,则相邻声响时刻为2秒,则低音发声时刻分别为59分51秒、53秒、55秒、57秒,高音发声时刻为59分59秒,由此可定出每次声响的时刻。部分门电路控制音响,输入有时、分的各相应位的控制组合。设高低音频率分别为512Hz和1024Hz。其电路图如图11所示。

六.设计总结

本数字电子钟的设计是由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和正点报时电路所组成。但本设计电路的缺点是:没有设计校时电路,即据该方案进行生产得到的产品并无校时功能;且其只能正点报时,而不能报整时数。该设计方案的优点是:采用北京时间计时,直接将时间以数字形式表现出来、精确度较高、走时稳定、使用方便、且它具有正点报时功能。本设计采用有集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器组成,由它得到高频信号;再将此信号传至由3片中规模集成电路计数器74LS90相串联得到的分频器中,从而得到我们计时所需要的秒信号(频率为1Hz的秒信号);之后再将该信号传至计数器,计数器计数的准确性直接影响数字表的准确,且计数器部分是我们《电子技术》课程学习的重点,计数器包括两部分,即24进制计数和60进制计数,本设计24进制计数采用CD4518来实现,60进制采用我们《电子技术》课本上学到的方法:采用两片74LS161组成256进制计数器后再用反馈归零法来组成60进制计数器;经过准确计数后,再将信号传至译码器,由于我们在新校区做电子试验时,在“译码器及其应用”试验中曾用到芯片CD4511,故本设计采用显示译码器CD4511,来进行对来自计数器信号的译码(需要在输入端与数码管笔段之间串入限流电阻);最后将时间以数字形式体现在显示器上,显示器由七段发光二极管采用共阴极接法组成;本设计还有一个能够正点报时的扩展电路,它的功能是每当正点到来时,按4次低音和一次高音的顺序发出间断声响,它由组合逻辑电路组成。其总电路图如图12所示。

七.心得体会

通过这次对数字电子钟的课程设计,我觉着最大的收获就是增强了自己独立收集资料的能力,锻炼了自己独立思考、独立解决问题的能力。虽然我们至此已经完成了本学期对电子技术课程(模电部分和数电部分)的学习,但在本次课设的实际应用当中仍然遇到了很多未曾想到的问题。实际操作是我们的目的,而理论知识是我们实际操作的基础,这使我更加体会到了理论联系实际的重要性,同时也增加了自己解决实际问题的能力,对独立设计电路的过程、对各个分块电路的工作原理和功能的实现过程都有了更加清楚的了解。同时对所学到的理论知识有了更近一部的理解(尤其是计数器部分)。

此外,通过这次的课程设计,使得我对word等应用软件的应用能力有了更进一步的提高,为以后的工作和日常生活中的应用打下了结实的基础。

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