数字电子课程设计.docx

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数字电子课程设计

课题名称数字电子时钟

所在院系机电学院

班级08自动化

（1）

学号200810320106

姓名赖世东

指导老师王冬

时间2010.12.30

景德镇陶瓷学院

数字电子技术课程设计任务书

班级：

08自动化

（1）姓名：

赖世东指导教师：

王冬2010年6月12日

设计题目：

数字电子钟

设计任务

1．用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）；2．能显示时、分、秒，24小时制；3.设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用同步十进制集成计数器74LS160设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；5.用同步十进制集成计数器74LS160设计一个24小时计数器,6.译码显示电路显示时间。

设计要求

1、调研，查找并收集资料；

2、总体方案设计，画出框图；

3、单元电路设计；

4、电气原理设计——用计算机绘制电气原理图；

5、列写元器件明细表；

6、参考资料目录。

参考资料

教研室主任签字：

年月日

目录

1.引言3

2.总体方案选择4

3.单元电路6

3.1时功能24进制计数器电路6

3.2分秒功能60进制计数器7

3.3晶体振荡器电路图8

3.4分频器电路9

4总体电路图10

5总结11

6原件清单12

7参考文献13

1.引言

数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：

小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。

要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS160（10进制计数器）74LS00（与非门芯片）等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。

本设计具有逻辑清晰、设计巧妙的特点，能很好的符合《数字电子技术》课程设计的要求。

2.总体方案选择

秒、分、时分别为60、60和24进制计数器。

秒、分均为六十进制，即显示00~59，它们的个位为十进制，十位为六进制。

分秒功能的实现：

用两片74LS160组成60进制递增计数器。

时为二十四进制计数器，显示为00~23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。

时功能的实现：

用两片74LS160组成24进制递增计数器。

主体框图如下：

图1设计框架图

用555电路构成的1KHz多谐振荡器，调节电阻R3可以改变输出信号频率。

74LS160是二，五，十进制同步加法器，用三片74LS90构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。

由于74LS160是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端，就构成60进制计数器，用两个相同的60进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。

工作原理：

振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器，再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器，分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器，从而实现24小时制电子钟的功能。

3.单元电路

3.1时功能24进制计数器电路

图324进制计数器

说明：

采用同步时序信号控制，用个位的进位端控制十位的使能端，当个位有进位时，芯片工作，输入十位的脉冲信号有效，当十位为2，个位为3的时候，同时给两个芯片的预置端一个有效信号，使之清零。

3.2分秒功能60进制计数器

图460进制计数器

说明：

采用异步时序电路控制，在十位计数到5时，下一个脉冲一到来就置数。

74LS160构成的60进制计数器和24进制计数器如图3和图4所示。

秒、分、时分别为60、60和24进制计数器。

秒、分均为六十进制，即显示00~59，它们的个位为十进制，十位为六进制。

3.3、晶体振荡器电路图

图5晶体振荡电路

555电路构成的1KHz多谐振荡器原理如图5所示。

调节电阻R2可以改变输出信号频率，用以得到所需的信号频率。

3.4分频器电路

图6三级十分频器电路

74LS90是二，五，十进制异步加法器，用三片74LS90可以构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。

原理如图6所示

4总体电路图

5总结

与模拟电路相比，数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。

随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。

为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。

自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域，如数字滤波器等。

很有幸我们这学期学习了电子技术这门学科，并且是我们这个学期的重点课程，在上课和实验的过程中，渐渐的我喜欢上了它。

每一节课我都认真学习，每次实验我都认真的去完成。

但是做课程设计是第一次做，以前都是照着做，现在所有的都是自己做，真的很有难度。

要想做出来一个好的东西，就要去图书馆，到网上去找资料。

根据我自己的自身情况和查阅的资料，我决定做一个数字电子时钟，这个相对比较是比较简单的，由于我们以前的数电实验做过任意进制计数器，所以电子钟计数器制作没有问题，两个60进制计数器，一个24进制计数器。

经过不懈的努力终于完成了。

我们完成了这次的设计要求，成功的设计了一个数字电子时钟，完成了预想的功能。

6原件清单

LED数码管

6个

74LS160N芯片

6个

74LS90N芯片

3个

555集成定时器

1个

7400N与非门

2个

5V电源

1个

滑动变阻器

1个

电阻

若干

电容

若干

导线

若干

7参考文献

1.李景宏，马学文.电子技术实验教程.沈阳：

东北大学出版社.200

2.王永军，李景华编著.数字逻辑与数字系统.北京：

电子工业出版社，2002

3.高吉祥，易凡编著.电子技术基础实验与课程设计.北京：

电子工业出版社，2002

4.陈大钦编著.电子技术基础实验.北京：

高等教育出版社，2000

5.李晶皎，李景宏，曹阳编著.逻辑与数字系统设计.北京：

清华大学出版社，2009