我的数电课程设计.docx
《我的数电课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我的数电课程设计.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
我的数电课程设计
题目名称：
数字时钟的设计与制作
姓名：
班级：
学号：
日期：
2011-12-31
数字电子电路课程设计任务书
一．设计分组：
电气自动化专业091、092班，制作每两人一组。
二．时间安排：
2周，进度要求如下
序号
设计内容
所用时间
1
布置任务及调研，电子系统的总体设计
1天
4
制作与调试
1天
5
撰写设计报告书，答辩
1天
合计
1天
课程设计起止日期：
2012年1月2日—1月6日
三、课程设计任务（即要求）：
课程设计题目：
数字钟的设计与制作
（一）设计指标：
1．显示时、分、秒。
采用24小时制。
2．制作、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
并按照直流电源、简易信号源、及“秒”、“分”进位和“时”循环进位是否正常给予不同记分。
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。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
（二）具体要求：
1．制作、调试数字钟实物；要求焊接、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
2．按设计任务书的要求的格式，撰写或打印课程设计报告书。
3．设计总结和答辩。
（三）实验仪器、工具：
1．共阳（共阴）七段数码管/计数器/译码驱动集成电路。
2．导线/电阻/电容/石英晶体/变压器等。
3．示波器、万用表。
四．设计报告要求：
格式要求：
（见附录）
内容要求：
1.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。
2.画出各功能模块的电路图，加以原理说明（如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）。
3.描述设计制作的数字钟及其运行结果。
说明测试中出现的故障及其排除方法
4.总结：
设计过程中遇到的问题及解决办法；课程设计中的心得体会；对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。
5.附录1：
画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出，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。
）（或附上实物照片）
6.附录2：
元器件清单。
五、课程设计参考资料
1.彭介华主编：
《数字电子电路课程设计指导》，高等教育出版社，2002年出版。
2．郑步生.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002
3．高吉祥主编．数字电子电路基础实验与课程设计．北京：
电子工业出版社，2002
4．扬志亮.Protel99SE电路原理图设计技术.西北工业大学出版社.2002
5．
6．
2011年12月30日
数字电子电路课程设计说明书
一设计指标：
1．显示时、分、秒。
采用24小时制。
2．制作、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
并按照直流电源、简易信号源、及“秒”、“分”进位和“时”循环进位是否正常给予不同记分。
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。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4．制作、调试数字钟实物；要求焊接、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
二数字钟的基本原理
数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计数器，可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
三总体及分布设计
1总体设计方案：
图2-1数字电子钟原理框图
数字电子钟原理如图2-1所示。
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，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。
2．单元电路设计
CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极LED显示器的译码器，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具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。
各引脚的名称：
其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g。
左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS
用CD4511实现LED与单片机的并行接口方法如下图：
CD4511引脚图
74LS161
74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，：
<74ls161引脚图>管时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET
置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.（TC=Q0•Q1•Q2•Q3•CET）
SN74LS247功能
ABCD译码地址输入端/BI，/RBO消隐输入脉冲消隐输入
/LT灯测试输入端/RBI脉冲消隐输入端a---g这些都是低电平有效
2.2.1秒计数电路
秒的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计：
利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。
利用74LS161和74LS00设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS00与门产生一个高电平接到个位、十位的CD4511的清零端，同时产生一个脉冲给分的个位。
2.2.2分计数电路
分的个位部分为逢十进一，十位部分为逢六进一，从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计：
来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1，利用十进制计数器CD4511设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0增加到9时产生进位，连在十位部计数器脉冲输入端CP，从而实现10进制计数和进位功能。
利用74LS161和74L00设计6进制计数器显示秒的十位，当十位计数器由0增加到5时利用74LS00与门产生一个高电平接到个位、十位的CD4511的清零端，同时产生一个脉冲给时的个位。
60进制--分计数电路
2.2.3时计数电路
来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加，个位计数器由0增加到9是产生进位，连在十位计数器脉冲输入端CP，当十位计到2且个位计到3是经过74LS00与门产生一个清零信号，将所有CD4511清零。
24进制--时计数电路
2.2.4显示电路
由CD40110产生十进制数字，再由数码管显示出来。
这里的LED数码管是采用共阴连接的。
3总体设计图
三．制作调试：
连接注意事项：
1不能短路，防止虚焊，焊为小锥形状，所以芯片都要接电源和地
2因为用的是CD4511所以CD45115角接低电平
3数码管的3和8和5接低电平，3和8接低的原因是因为是共阴极（发现3和8焊一个角也可以，因为他们是连在一起的），而5接低电平原因是因为不让数码管的小数点亮，因为是整数进位，没有小数
4右边四个与非门是一个74LS00，左边两个与非门是一个74LS00
5六个非门用一个74ALS04
6最左边放电源（地）最右边放地（电源）
7图的最下面两个74LS74和CD4060B不接，在数字电路课程设计电路板上.
8布线要合理否则最后板子焊接失败
9．电阻在连接的时候最后选在一条通路上，这样就可以减少很多焊点。
四．总结：
通过本次实验,我对数电的计数器部分的知识有了更深的了解，明白了学习电子技术基础的意义。
在课程设计中，我们小组也遇到了很多挫折，不过我们经过各种调试，最终解决了小毛病，这个过程每一个环节无不提现团队合作的重要性。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
五．参考文献
参考文献：
[1]彭介华.数字电子电路课程设计指导.北京：
高等教育出版社，2002.
[2]康华光.数字电子电路基础－数字部分.北京：
高等教育出版社，2002.
[3]
[4]
成果附图：
升级会员 