數(shù)字鐘設計絕對可行完整PPT課件

1、二二. . 考核形式考核形式根據(jù)設計過程中各方面情況評定成績：優(yōu)、良、中、及格、不及格。三三. . 時間安排時間安排1.1.設計（介紹方案，畫系統(tǒng)圖、連線圖）2.2.組裝、調試（約3 3天）3.3.總結報告四四. . 方案介紹方案介紹第1頁/共25頁 5.7 5.7 數(shù)字電子鐘計時系統(tǒng)一. .設計任務和基本要求 用中、小規(guī)模集成電路設計一臺能顯示時、分、秒的數(shù)字電子鐘，基本要求如下：采用LED顯示累計時間“時”、“分”、“秒”。具有校時功能。具有整點報時功能。二. .設計方案 數(shù)字鐘（石英鐘）走時準確、價格低廉、方便實用。組成：振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器第2頁/共25頁譯碼時計數(shù)/

2、24進制譯碼分計數(shù)/60進制譯碼秒計數(shù)/60進制晶體振蕩器分頻器校時電路分信號時信號時、分、秒計數(shù)譯碼、顯示秒信號產(chǎn)生校時秒信號(1Hz)32768Hz第3頁/共25頁1.秒信號發(fā)生器產(chǎn)生標準秒信號，信號的穩(wěn)定性、精度直接決定著數(shù)字鐘的準確度。1Hz14級2分頻DCPQQCD4060CD40132Hz32768Hz1MW W10KW W100pf100pf32768Hz10118123CP1CP0GNDCrQ13215石英晶體振蕩器214分頻2分頻秒信號+VDD16第4頁/共25頁說明：Q4Q1310個輸出端Q13214分頻Q12213分頻Cr清零端（高電平有效）RSDCPQn+1000000

3、11100011QQSRDCPCD406014級串行二進制計數(shù)器/分頻器和振蕩器VDD16 15Q10Q814 13Q91211 109CrCP1CP0CP012Q11345678CD4060Q12Q13Q6Q5Q7Q4GNDVDD142Q 2Q13 122CP1110982R2D 2S121Q34567CD40131Q 1CP1R 1D 1S GNDCD4013雙D主從觸發(fā)器 第5頁/共25頁2.秒、分、時計數(shù)器進行秒、分、時的計時，由兩個60進制和一個24進制計數(shù)器構成。CD4029二/十、加/減、可預制的CMOS計數(shù)器VDD16 15CP Q214 13J21211 109J1Q1B/D

4、U/D12PE345678CD4029Q3J3J0CIQ0CO GND不能計數(shù)1CI允許計數(shù)0進位輸入允許置數(shù)1PE不能置數(shù)0預置加法1U/D減法0加/減二進制計數(shù)1B/D十進制計數(shù)0二進制/十進制功能狀態(tài)輸入管腳圖見電子電路實驗與虛擬技術P230第6頁/共25頁CP12345678910Q0Q1Q2Q300001000010011000010101001101110000110010000COCD4029時序圖（十進制加法）第7頁/共25頁（1）秒、分計數(shù)器60進制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCI

5、CP5V秒脈沖分脈沖01100000CD4081同步級聯(lián)第8頁/共25頁（2）時計數(shù)器24進制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5V時脈沖00100100CD4081異步級聯(lián)CD4081四2輸入端與門VDD14 13 12 1110981234567GND管腳圖見電子電路實驗與虛擬技術附錄第9頁/共25頁3.譯碼顯示電路譯碼將計數(shù)器的8421碼轉變?yōu)轱@示控制信號。顯示顯示計時情況。fabcdegDPCOMdcDPefCOMbagLED共陽顯示器COMabcdefgDP360W Wabcdefg譯碼

6、器DCBAQ3Q2Q1Q05V360W W第10頁/共25頁74LS47BCD7段譯碼器/驅動器是一種與共陽極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器。輸出低電平有效。管腳圖見電子電路實驗與虛擬技術附錄，功能表見數(shù)字教材譯碼器7448。4.校時電路秒等待校時；分、時加速校時。第11頁/共25頁24進制計數(shù)器（時）60進制計數(shù)器（分）60進制計數(shù)器（秒）5V5V5V10KW W10KW W10KW W秒信號(1Hz)秒信號分信號時信號CPCPCPK3K2K1CD4011CD4011管腳圖見電子電路實驗與虛擬技術附錄第12頁/共25頁要求：1.畫出數(shù)字鐘電路的系統(tǒng)圖（將圖5.7.2、5.7.3、5.7.4、

7、5.7.5、5.7.6綜合畫在一張圖中）。2.畫出數(shù)字鐘各個組成部分的連線圖（重復部分可以省略）。（每組一份）第13頁/共25頁五五. .組裝、調試方法組裝、調試方法1.1.組裝：原材料：數(shù)字集成器件、電阻、電容、晶體、按鍵（導線代替）；若干導線、面包板。(展示實物并介紹）VDD14 13 12 1110981234567GND 第14頁/共25頁+-5V第15頁/共25頁顏色顏色有效數(shù)字有效數(shù)字乘數(shù)乘數(shù)允許偏差允許偏差銀色銀色10210金色金色1015黑色黑色0100棕色棕色11011紅色紅色21022橙色橙色3103黃色黃色4104綠色綠色51050.5藍色藍色61060.25紫色紫色71

8、070.1灰色灰色8108白色白色910950，20無色無色20紅色（第一位數(shù)字）紫色（第二位數(shù)字）橙色（乘數(shù)）金色（允許誤差）固定式電阻色標法標稱值27KW W，允許偏差5見P226第16頁/共25頁總體布局：公共的電源線（紅線）、地線（黑線）（全部連通）。TTL與CMOS集成電路均采用+5V電源電壓供電。布局合理：時分秒顯示譯碼計數(shù)其他工藝：整齊、美觀、簡潔、可靠。(展示實物） 第17頁/共25頁2.2.調試：各個擊破:振蕩分頻計數(shù)、譯碼、顯示（秒、分、時）校準調試手段：數(shù)字顯示器查看結果，萬用表測試狀態(tài)，示波器觀察波形。常見故障：接線錯誤，接觸不良，元件損壞。查找方法：觀察法：檢查接線，

9、發(fā)現(xiàn)錯誤。測試法：萬用表電阻檔測試兩點之間是否接通；直流電壓檔測試電源電壓是否加上，輸出電平是否正確。示波器測試各點波形是否正確。替換法：同種元器件相互替換，以證明是否損壞。（備有專用儀器可供測試）第18頁/共25頁六六. .注意問題注意問題 1. 1.安全：人身安全，儀器安全，元件安全。避免以下幾種情況：電源接反或過大，帶電操作，管腳斷裂（插、拔方法不得當）。集成元件輸出端直接接地、接電源、相并。2.2.妥善保管元件、工具。元件每組一套（清單見后）工具每組一套（清單見后）元件損壞，經(jīng)確認后可以以舊換新（張老師）。工具丟失，賠償原物。儀器定位，不能帶出實驗室。第19頁/共25頁3.3.獨立完成每組同學需分工合作，同心協(xié)力，獨立完成任務。教師只給以方法指導。完成后請及時通報，由教師驗收通過。周三下午之前完成。4.4.地點、時間地點：模擬、數(shù)字電子技術實驗室，相對固定。時間：第20頁/共25頁第21頁/共25頁元件清單元件清單（每組一套）（每組一套）集成元件：CC4029674LS476LED共陽顯示器6CC40112CC40811CD40601CD40131電阻：360W W 61MW W 110KW W 4電容：100pf2晶體：32768Hz1工具工具（每組一套）（每組一套）鑷子、剪刀、剝線