数字时钟课程设计报告 逻辑电路文档格式.docx

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二、功能要求

以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器要求“2翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。

三、所需器件及其功能

1、七段显示共阴数码管（6个）：

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管。

共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。

当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

2、74LS48（6个）:

七段译码器。

74LS48引脚图

3、74LS160（6个）：

十进制同步计数器。

其引脚图如下图所示：

74LS160引脚图

4、555定时器（1个）：

555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

外接几个电阻和电容可以形成多谐振动器，可以产生脉冲。

5、74LS00（2个）：

四2输入与非门。

74LS00引脚图

6、74LS04（1个）：

六反向器。

74LS04引脚图

7、74LS20（1个）：

双四输入与非门。

74LS20引脚图

8、10uF电容（2个），10nF电容（2个）

9、3.3KO电阻（2个），3KO电阻（1个），68KO电阻（1个），2KO可调电阻（1个）

10、导线若干

11、电路板（1块）

需要用到的工具：

剥线钳，电烙铁，烙铁架，焊锡，万用表，示波器，电源，镊子。

四、设计步骤

1.数字电子计时器组成原理

数字电子计时器的结构框图如下图所示：

2、用74LS160实现12进制计数器

用整体置零法构成的12进制计数器

3、校时电路

当接通电源或时钟走时出现误差时，都需要进行时间的校准。

校

时是数字钟应用的基本功能，一般电子钟都有时、分、秒校时的功能。

为了使电路简单，这里只进行分和小时的校准。

校时可以分快校时和慢校时两种方式。

校时采用秒脉冲，则为快校时；

如果校时秒冲由单次秒冲产生器提供则为慢校时。

下图中C1,C2用于消除抖动。

这是设计采用的是快校时，这样可以使电路更简单。

4、时基电路

时基电路即我们所采用的555多谐振荡电路。

多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。

在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。

两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。

多谐振荡器可用作方波发生器。

上图为产生秒脉冲的555多谐振荡电路，由上图的3接口输出秒脉冲。

五、电路的仿真

熟悉了各部分的原理就是连接电路图，参照各芯片的引脚图在proteus的仿真软件上开始连接电路图。

刚开始我对proteus这个软件还不是很熟悉，比如说那些器件是怎么样插入的。

通过问熟悉这个软件的同学，我慢慢的了解了这个软件的部分的应用。

通过自己的努力、同学的帮助和在网上查找的资料，终于在仿真软件上实现了设计所要求的内容。

电路图如下图所示：

六、电路板的焊接

经过老师检查仿真电路后，我们终于开始了电路板的焊接。

本以为焊接只要按照图焊好就行了，应该很容易。

但是焊了一会儿之后就知道这不是一件轻松的活。

我首先进行电路板的布局，把那芯片的底座焊接上去。

然后我开始焊接555定时器，我按图焊接好后，我就用示波器去检查，发现我的555产生的频率是五十赫兹，而要求的是秒脉冲，应该是一赫兹。

于是我又拿回去检查，发现我有一根线没接，自己太粗心大意了。

焊接好那线之后，我发现那波形和频率都不对。

我又认真的检查了一下，发现我没有焊接错，后来的同学的帮助下我换了一台示波器，我焊接的电路终于达到了要求。

后来我没有做一部分就检查一部分，我花了很久的时间一次性把所有的连线都焊好了。

焊好之后，我兴致勃勃拿去接通电源，接通之后发现根本不是那么回事。

我自己又检查了几遍发现没什么问题，我就有点为难了，不知道怎么办。

我找了一个以前焊接过这电路板的同学帮我检查了一遍，他说我的最严重的问题就是存在很多的虚焊，他说这是焊接中很容易出现的问题，特别是我们这些以前没焊过的。

老师在我们焊电路板之前也提醒我们要注意虚焊，但是我没怎么注意。

那同学帮我指出那些应该重新焊的地方后，我有重新好好的焊接了一遍。

焊好之后我又拿去接电源，但是还是失败了。

那同学又要我检查一下地线和电源线是否接好，我一检查才知道我有几根地线没接。

我接好之后，再拿去接电源，发现我的电路板能按照要求的跳动了。

我心情很高兴。

因为我接线接的比较快，所以我的线接的比较乱。

我稍微把线整理了一下，又拿去试验，结果又坏了。

我又开始检查，但是检查了几遍还是那个结果。

我又找同学帮我检查，他检查了好久也没发现，后来他说应该是我的线不稳定，他帮我动了一下线，我的终于又好了。

在他检查的过程中我也学到了好多检查电路的方法。

经过几天的努力，我终于把电路板也焊好了。

七、心得体会

通过这次数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理和设计理念，加强了问你动手、思考和解决问题的能力。

在此次的数字钟设计过程中，我更进一步的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，巩固和加强了课本知识。

认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。

通过课程设计，我真正领悟到了“苦中作乐”这词的真正含义，设计焊接确实有些辛苦，但是还是很有乐趣的。

通过这次课程设计还要我知道了，理论与实际相结合是和重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来才能更好的提高我们的能力。