数电课程设计数字钟的设计Word下载.docx

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学号姓名指导教师完成时间

1设计的目的及任务.........................................（3）

1．1课程设计的目的...............................................（3）1．2课程设计的任务与要求.........................................（3）

2电路设计总方案及原理框图................................（3）

2．1数字电子钟基本原理...........................................（3）2．2原理框图.....................................................（4）

3.单元电路设计及元件选择………………………………………………（4）

3.1六十进制计数器..................................................（4）3.2二十四进制计数器................................................（5）3.3显示屏..........................................................（6）3.4校时电路........................................................（6）

3.5报时电路…………………………………………………………………………（7）

4电路仿真..................................................（8）

4.1Multii.........................................................（8）4.2数字钟总电路图..................................................（8）4.3仿真电路测试结果………………………………………………………………（9）

5电路实验结果.............................................（10）6收获与体会..............................................（10）

参考文献…………………………………………………………（11）

一设计的目的及任务

1.1课程设计的目的

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。

1.2设计任务和要求

1.2.1设计要求

1.显示时,分，秒。

2.采用二十四小时制或者十二小时制。

3.具有校时功能。

可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。

4.具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。

5.为了保证计时准确，稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。

1.2.2方案论证，确定总体电路原理方框图。

1.2.3单元电路设计，元器件选择。

1.2.4仿真调试及测量结果

1.2.2内容要求

①设计指标。

②画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。

③列出元器件清单，并画出管脚分配图和芯片引脚图。

④画出各功能模块的电路图，加上原理说明（如2、5进制到10进制转换，10进制

到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。

⑥画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接应单独画出，计数器到

译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称）。

⑦数字钟的运行结果和使用说明。

⑧设计总结：

设计过程中遇到的问题及解决办法；

设计过程中的心得体会；

对课程设

计的内容、方式等提出建议。

2电路设计总方案及原理框图

1.数字电子钟基本原理

数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示。

它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。

555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

2.原理框图

2—1

3单元电路设计及元器件选择

（一）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。

3.1六十进制计数

由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片74LS48N组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。

其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

如图3-1所示。

3-1（60进制计数构造）

3.2二十四进制计数

“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74LS48N构造成的二十四计数器，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。

如图3-2所示.

3-2（24进制计数构造）

3.3显示器

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。

如图

3-3

图3-3

3.4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。

通过A来调节小时。

用D键来调节分。

如图3-4

3.5整点报时电路

数字钟整点报时是最基本的功能之一。

实验要求的是在离整点差10秒时，每隔一秒鸣叫一次，每次持续时间为一秒，共响5次，前4次为低音500Hz，最后一声为高音1000Hz。

整点报时电路如图3-5所示。

3-5所示（图中报警器用指示灯来表示）

4仿真及仿真结果

4.1Multii

仿真是通过Multiim软件进行的。

仿真电路测试过程：

是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Window为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

4.2数字钟总电路图

数字钟总电路见图

4-1

图4-1

4.3仿真电路测试结果

在仿真软件上进行仿真.时钟进行走动.效果见图4-2

图4-2

5实验结论

通过运用数字集成电路设计的24小时制的数字电子时钟，经过试验，成功实现了一下基本功能：

1.能准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

2.能实现整点报时的功能，

3.能定时控制，且能惊醒校正时间（通过开关A,D调时、分）。

6收获与体会：

6.1收获体会

另外，我还渐渐熟悉了mutiim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。

总而言之,这次课程设计极大的提高我在电子电路方面的各项能力。

是我能够在以后的学习中更加熟练的运用知识。

不断提高自己的能力。

6.2设计中的不足与误差

电路有些许复杂,报时器工作不正常.刚开始秒钟走时过快.通过对振荡器中电阻的调节让时钟走的更加准确，从来达到计时目的

报时电路工作不正常，到达正点时无法进行报时，通过改正电路修理。

参考文献

江晓安，董秀峰《数字电子技术》西安电子科技大学出版社互联网相关文献