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安康學(xué)院學(xué)年論文（設(shè)計） 安康學(xué)院學(xué)年論文設(shè)計題 目 數(shù)字顯示電子鐘 學(xué)生姓名 張文龍 學(xué)號 2009222440 所在院(系) 安康學(xué)院電子與信息工程系 專業(yè)班級 電子信息工程專業(yè)09級02班 指導(dǎo)教師 王磊 2011年 9 月 1 日電子與信息工程系學(xué)年論文（設(shè)計）開題報告姓名張文龍專 業(yè)電子信息工程班級09級02班指導(dǎo)老師王磊題目數(shù)字顯示電子鐘1本課題的基本內(nèi)容設(shè)計一個能顯示分、時并有鬧鐘的數(shù)字電子鐘邏輯電路，要求：1.由石英多諧振蕩器和分頻器產(chǎn)生1/60HZ標(biāo)準(zhǔn)脈沖。2.計時電路為“分電路”和“時電路”，“腦中電路”只設(shè)計“時電路”。3“分電路”為0059的六十進(jìn)制計數(shù)、譯碼、顯示電路。4.“時電路”為00-23的二十四進(jìn)制計數(shù)、譯碼、顯示電路。5. 時時間和鬧鈴時間均可校正，校正時鐘為單次脈沖。2本課題的重點和難點數(shù)字電子鐘有秒信號發(fā)生器、“時“分“秒”計數(shù)器、譯碼器、及顯示器、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號發(fā)生器由石英晶體振蕩器分頻后得到的。秒計數(shù)到六十后，對“分計數(shù)器”送入一個脈沖，進(jìn)行分計數(shù)，分計數(shù)到六十后，對“秒計數(shù)其”送入一個脈沖，“時計數(shù)器“是一個24進(jìn)制的計數(shù)器，實現(xiàn)對一天24小時計數(shù)。電子鐘的顯示有計數(shù)器、譯碼器、經(jīng)數(shù)碼管實現(xiàn)。校時電路分為秒校時、分校時和時校時，分別有開關(guān)控制。3主要參考文獻(xiàn)1楊志忠. 電子技術(shù)課程設(shè)計. 北京：機械工程出版社，2008年2楊志忠, 衛(wèi)樺林. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：北京高等教育出版社，2009年；指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師： 2011年 月 日數(shù)字顯示電子鐘 （作者：張文龍）（安康學(xué)院電子與信息工程系電子信息工程專業(yè)09級，陜西 安康 725000）指導(dǎo)教師：王磊【摘要】數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器，校時電路、報時電路和振蕩器組成。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼，通過七位LED七段顯示器顯示出來。最后通過mutisim 軟件實現(xiàn)整機運行電路?！娟P(guān)鍵詞】 計數(shù)器數(shù)字電子鐘 秒表發(fā)生器 計時器 顯示電路 譯碼器The design of the digital electric clockAuthor: zhangwenlongGrade 3, Class 2, Major Electron and information engineering，Electron and information engineering Dept，Ankang University，Ankang 725000，Shanxi）Directed by wangleiAbstract：A digital clock circuit mainly by decoding displays, time, and points, seconds counter, reset circuit, strike the circuit and oscillator is composed. Decode display circuit will , and points , SEC. the output state to counter seven section shows decoder, through the seven decoding LED display shows out for seven. Finally through the mutisim software to realize the machine running circuits.Key words：Speech Evaluation; Embedded System; Optimized Technique; Speech Recognition; Porting Technique0 引言此次設(shè)計數(shù)字電子鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理從而學(xué)會制作數(shù)字鐘，而通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中得中小規(guī)模集成電路的作用及使用方法，且由個于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時序邏輯電路。通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握各種組合邏輯電路和時序邏輯電路的使用方法。1電路原理及硬件設(shè)計圖1 數(shù)字電子鐘總體方框圖其工作原理為：數(shù)字電子鐘有秒信號發(fā)生器、“時“分“秒”計數(shù)器、譯碼器、及顯示器、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號發(fā)生器由石英晶體振蕩器分頻后得到的。秒計數(shù)到六十后，對“分計數(shù)器”送入一個脈沖，進(jìn)行分計數(shù)，分計數(shù)到六十后，對“秒計數(shù)其”送入一個脈沖，“時計數(shù)器“是一個24進(jìn)制的計數(shù)器，實現(xiàn)對一天24小時計數(shù)。電子鐘的顯示有計數(shù)器、譯碼器、經(jīng)數(shù)碼管實現(xiàn)。校時電路分為秒校時、分校時和時校時，分別有開關(guān)控制。2秒信號發(fā)生器電路秒信號發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，他的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，這里采用了信號發(fā)生器來代替晶體振蕩器分頻電路1。圖2所示為秒信號發(fā)生電路。圖2 秒信號發(fā)生器電路3 秒、分、時計時器秒、分計數(shù)器為六十進(jìn)制計數(shù)器， 小時計數(shù)器為二十四進(jìn)制計數(shù)器。實現(xiàn)這兩種模數(shù)的計數(shù)器采用中規(guī)模集成計數(shù)器4518. 4518有清零端，所以通過“反饋清零”法可以很容易的實現(xiàn)任意進(jìn)制計數(shù)器1。計數(shù)器再經(jīng)過譯碼器就可以在數(shù)碼管上顯示時間。下面介紹這兩種計數(shù)器的構(gòu)成。六十進(jìn)制的分、秒計數(shù)器是由一片雙十進(jìn)制計數(shù)器4518構(gòu)成的，他們的電路結(jié)構(gòu)是相同的，4518的計數(shù)輸入可以用CP輸入的上升沿觸發(fā)，也可以用EN輸入的下降沿觸發(fā)。這里采用的是4518（1）用CP上升沿觸發(fā)，4518（2）用下降沿觸發(fā)，當(dāng)清零端為低電平時，計數(shù)器對輸入脈沖進(jìn)行計數(shù)。一片4518組成秒計數(shù)器的個位和十位數(shù)。當(dāng)個位輸入第十個脈沖時，向十位產(chǎn)生進(jìn)位脈沖，Q3輸出負(fù)躍變。因此，應(yīng)將Q3段接到十位計數(shù)器的EN端，對于六十進(jìn)制的秒計數(shù)器，當(dāng)輸入第六十個脈沖的上升沿到來時，向分計數(shù)器進(jìn)位，同時秒脈沖計數(shù)器清零，重新開始計數(shù)，連接方法如圖所示。因此，第六十個脈沖上升沿到來時，個位計數(shù)器的狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0000”,十位計數(shù)器的狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0110”,這時，十位Q2Q1相與后的信號同時送到個位和十位計數(shù)器的清零端CR，使計數(shù)器清零，并向分計數(shù)器進(jìn)位，S為清零控制開關(guān)，當(dāng)S接+5V時，或門輸出1，計數(shù)器清零，當(dāng)S接低電平時，計數(shù)器則處于工作狀態(tài)。秒計數(shù)器電路如圖3所示。圖3 秒計數(shù)器電路分計數(shù)器的電路和秒計數(shù)器的電路是相同的，這里不再重復(fù)。二十四進(jìn)制計數(shù)器的實現(xiàn)是當(dāng)個位計數(shù)狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0100”,十位計數(shù)器狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0010”,要求計數(shù)器歸零。通過吧個位Q2、十位Q1想與后的信號送到個位、十位計數(shù)器的清零端，式計數(shù)器清零并重新開始計數(shù)，從而構(gòu)成二十四進(jìn)制計數(shù)器。時計數(shù)器電路如圖4所示。U31A4518BD_5V1A31B41C51D6EN12MR17CP11U1A4518BD_5V1A31B41C51D6EN12MR17CP11U8A74LS00NU11A74LS32DVDD5VGND1GNDGND52J10.5 sec 1 sec 6GNDVDD? H34圖4 時計數(shù)器電路4 校準(zhǔn)電路校準(zhǔn)電路如圖5所示。S1、S2、S3分別為秒、分、時的校準(zhǔn)控制開關(guān)，初始狀態(tài)時S3斷開，S2、S1閉合秒脈沖進(jìn)入到秒計數(shù)器中，計數(shù)器正常工作。當(dāng)需要對秒進(jìn)行校準(zhǔn)時，閉合S3開關(guān)，則秒脈沖無法進(jìn)入到秒計數(shù)器中。直到時間為秒計數(shù)器顯示的時間，再斷開S1開關(guān)；需要對分進(jìn)行校準(zhǔn)時，斷開S2開關(guān)，秒進(jìn)位無法進(jìn)入分計數(shù)器，秒脈沖進(jìn)入到分計數(shù)器中，則分計數(shù)器快速計數(shù)，直到分計數(shù)器顯示的時間為正確的時間，再閉合S2開關(guān)，對時進(jìn)行校準(zhǔn)和對分進(jìn)行校準(zhǔn)的方法相同1。U6A74LS00NU6B74LS00NU6C74LS00NU7A74LS04DR3100kJ1Key = SpaceU8A74LS00NU8B74LS00NU8C74LS00NU9A74LS04DU24C74LS00NR4100kJ2Key = SpaceR11J3Key = SpaceVCC5V0VCC14151312111098716123圖5 校準(zhǔn)電路5 整機電路數(shù)字鐘整機電路如圖所示。時分秒的輕靈開關(guān)是一個開關(guān)，在畫安裝切線圖時，注意這一點。整機電路如圖6所示。圖6 整機電路圖6整機電路圖6實驗分析1.用示波器觀察晶體振蕩器分頻后獲得的秒脈沖信號；2.計數(shù)器的清零控制接高電平，看數(shù)碼管顯示是否為零；3.計數(shù)器的清零端接低電平，打開校準(zhǔn)電路的開關(guān)S1,S2,S3, 看數(shù)碼管顯示的數(shù)字書否都是對秒脈沖進(jìn)行計數(shù)；4.計數(shù)器的清零端接地，斷開校準(zhǔn)電路和計數(shù)器的連接，把脈沖直接加到秒計數(shù)器的輸入端，看秒和分計數(shù)器是否為60進(jìn)制計數(shù)，式計數(shù)器是否為24進(jìn)制計數(shù)；5.電路重新練好，計數(shù)器清零端接地調(diào)試整個電路，直到時鐘能夠校準(zhǔn)計時、校準(zhǔn)；7結(jié)語通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的基本原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的。特別是在一些仿真電路中，要連接好整個電路，最好分模塊進(jìn)行并一塊一塊測試，最后拼接。否則，如果電路有問題，沒有達(dá)到預(yù)計的效果，這時要檢查電路問題就相當(dāng)困難。參考文獻(xiàn)1楊志忠.