數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、.數(shù)字電子鐘電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì) 學(xué)院:課程：小組成員： 姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：日期: 一、選擇課題數(shù)字電子鐘 二、選題意義和技術(shù)指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求 1、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)的意義：數(shù)字電子時(shí)鐘早已成為人們生活中不可缺少的必需品，廣泛用于個(gè)人家庭及車站、碼頭、劇院和辦公室等公共場所，給人們的生活、工作、學(xué)習(xí)以及娛樂帶來了極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。而且它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)字電子時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分、秒數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過老式的機(jī)械鐘表，并且與機(jī)械時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確

2、性和直觀性，因此具有更廣泛的應(yīng)用。2、數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求1）數(shù)字電子鐘的最基本計(jì)時(shí)功能要保證正常計(jì)時(shí)；2）數(shù)字電子鐘需要有校時(shí)部分以防止走時(shí)不準(zhǔn)，能做到快速調(diào)整時(shí)間；3）數(shù)字電子鐘需要有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能以提醒整點(diǎn)時(shí)間的到來；4）盡量設(shè)計(jì)電路時(shí)要做到簡潔人性化，盡量避免復(fù)雜的操作。3、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)的目的1）熟練掌握我們半年來所學(xué)習(xí)的數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識；2）通過設(shè)計(jì)電路，提高對各種集成電路芯片的認(rèn)識與理解程度；3）熟悉邏輯電路的特點(diǎn)；4）學(xué)會(huì)熟練使用電路仿真軟件如Multisim的使用；5）提高查找電路故障的能力，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣。4、數(shù)字電子鐘的技術(shù)指標(biāo)1）設(shè)計(jì)信號發(fā)生器并產(chǎn)生1HZ頻率

3、的時(shí)鐘脈沖信號；2）使用7段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的“時(shí)”、“分”、“秒”顯示計(jì)時(shí)；3）以24小時(shí)為一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)周期；4）具有手動(dòng)校時(shí)功能，可以隨時(shí)調(diào)整時(shí)間防止時(shí)間走時(shí)不準(zhǔn)。三、電路設(shè)計(jì)原理分析 1、整體設(shè)計(jì)方案 數(shù)字電子鐘是一種時(shí)許組合邏輯電路。原理圖如下：校時(shí)電路信號發(fā)生器秒計(jì)數(shù)器秒計(jì)數(shù)器分計(jì)數(shù)器分計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)數(shù)器秒譯碼器秒譯碼器分譯碼器分譯碼器時(shí)譯碼器時(shí)譯碼器秒顯示數(shù)碼管（個(gè)位）秒顯示數(shù)碼管（十位）分顯示數(shù)碼管（個(gè)位）分顯示數(shù)碼管（十位）時(shí)顯示數(shù)碼管（個(gè)位）時(shí)顯示數(shù)碼管（十位）該系統(tǒng)由信號發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示數(shù)碼管等幾部分組成。該系統(tǒng)的工作過程是：信號發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號，輸出

4、的信號頻率為1HZ，作為數(shù)字電子鐘的基準(zhǔn)信號。信號發(fā)生器產(chǎn)生的每秒一次的方波信號輸入到時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器滿60后向分鐘計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分鐘計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器以24小時(shí)為一個(gè)周期循環(huán)，滿24清零從頭開始。所有計(jì)數(shù)顯示都由譯碼器連接七段數(shù)碼管顯示，當(dāng)然計(jì)數(shù)過程中出現(xiàn)誤差，可以采用校時(shí)電路進(jìn)行調(diào)整。2、各部分電路設(shè)計(jì)1）信號發(fā)生器 信號發(fā)生器利用555電路，通過電容電阻定時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的信號脈沖供數(shù)字電子鐘的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)信號。2）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì) 整個(gè)電子鐘電路中秒計(jì)數(shù)和分計(jì)數(shù)都要用到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。 六十進(jìn)制電路可以利用兩片74LS160來實(shí)現(xiàn)，具體原理圖如下：

5、& COCP A BCD74LS160（1）RCTTCTPCOCP ABCD74LS160（2）3）二十四進(jìn)制電路設(shè)計(jì)： 數(shù)字電子鐘電路中“時(shí)”部分要用到二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。 二十四進(jìn)制電路可以用兩片74LS160來實(shí)現(xiàn)，其原理圖如下：&RCTCPCOCP ABCD74LS160（2） COCP A BCD74LS160（1） 4）譯碼顯示電路設(shè)計(jì)： 譯碼器與七段數(shù)碼管相連接，達(dá)到翻譯代碼并顯示為數(shù)字的作用。七段數(shù)碼管顯示十進(jìn)制的數(shù)字。5）校時(shí)電路設(shè)計(jì)： 對于數(shù)字電子鐘，校時(shí)功能應(yīng)該說是必不可少的部分。利用單刀雙擲開關(guān)切斷信號脈沖。當(dāng)開關(guān)打到1端時(shí)電路正常計(jì)數(shù)工作，當(dāng)開關(guān)打到2

6、端時(shí)，“時(shí)”或“分”部分可以自由計(jì)數(shù)到你想要的時(shí)間。6）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：采用74LS02和74LS30實(shí)現(xiàn)。四、元件清單元件名稱個(gè)數(shù)（個(gè)）74LS48674LS160674LS00674LS02174LS301NE555P1七段數(shù)碼管6單刀雙擲開關(guān)2蜂鳴器1發(fā)光二極管1電阻（100K）2電阻（2K）1電容（4.7F）1電容（0.01F）1插線若干74LS48: 74LS160： 74LS00: 74LS02：74LS30： NE555：五、仿真電路使用數(shù)字電子仿真軟件Multisim進(jìn)行仿真。1、脈沖信號發(fā)生器根據(jù)公式：f = 1.43/C（R1 + 2R2）產(chǎn)生約1HZ的信號脈沖，我們選取C

7、= 4.7F，R1 = R2 =100KNE555構(gòu)成的信號發(fā)生器： 2、校時(shí)電路當(dāng)開關(guān)打到一端時(shí)電路正常計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)；當(dāng)開關(guān)打到另一端時(shí)，“時(shí)”、“分”電路處于校時(shí)狀態(tài)，能實(shí)現(xiàn)時(shí)分的同時(shí)校時(shí)。具體仿真電路如下:圖中的單刀雙擲開關(guān)S1和S2，其中的S1是“時(shí)”校時(shí)開關(guān)；S2是“分”校時(shí)電路，S1置于上端時(shí)電路處于“時(shí)”校時(shí)狀態(tài)，處于下端是正常計(jì)數(shù)狀態(tài)；S2置于上端時(shí)電路處于“分”校時(shí)狀態(tài)，處于下端是正常計(jì)數(shù)狀態(tài)。3、計(jì)數(shù)電路1）24進(jìn)制計(jì)數(shù)器： 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器由兩片74LS160連接成，采用了反饋清零法，時(shí)鐘同步。低位片進(jìn)位給高位的CTT和CTP。2）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器：4、顯示電路 顯示電路由74L

8、S48和七段共陰數(shù)碼管連接，將74LS160輸出的信號翻譯到數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)顯示十進(jìn)制數(shù)的目的。具體仿真電路如下：5、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路將實(shí)現(xiàn)59分50秒到59分59秒期間鳴響，在50、52、54、56、58秒時(shí)各響一下。具體仿真電路如下：6、總電路如下：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果信號發(fā)生器：信號發(fā)生源指示燈555輸出波形： 由圖看出信號發(fā)生器的輸出波形的周期約為964ms，可計(jì)算出頻率約為1.04，和仿真波形幾乎相同。整點(diǎn)報(bào)時(shí)部分：蜂鳴器 總電路七、實(shí)驗(yàn)步驟1、查找資料確定選題，最終確定數(shù)字電子鐘為課設(shè)題目。2、查找資料、通過對比確定電路模型及所選取的元件。3、進(jìn)行Multisim仿真，不斷調(diào)試，查看

9、仿真結(jié)果是否達(dá)到我們期望的效果。4、仿真無誤后，小組三人列出元件清單，一起去電子商城購買所需元件和電路板。5、按照仿真電路，進(jìn)行插線。首先連接信號發(fā)生器電路，進(jìn)行調(diào)試，使其穩(wěn)定輸出1HZ的脈沖信號。6、連接“秒”電路部分，進(jìn)行調(diào)試，使“秒”部分電路實(shí)現(xiàn)正常計(jì)數(shù)功能，再連接“分”電路，進(jìn)行調(diào)試。7、“秒”、“分”電路計(jì)時(shí)均正確后連接“時(shí)”部分電路，進(jìn)行調(diào)試直至正確計(jì)數(shù)。8、“秒”、“分”、“時(shí)”電路基本計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)后，連接校時(shí)電路，進(jìn)行調(diào)試，直至校時(shí)效果出現(xiàn)。9、校時(shí)完成后，連接整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。10、所有部分都完成后，進(jìn)行整個(gè)電路所有功能調(diào)試，出現(xiàn)故障一部分一部分的檢查排除，直至

10、最后效果出來為止。八、個(gè)人體會(huì)我們小組一共三個(gè)人，通過我們的共同努力與相互配合，終于比較圓滿地完成了這次課設(shè)。在實(shí)驗(yàn)過程中有喜有憂，最終能夠苦盡甘來，嘗到了勝利的果實(shí)與成功的喜悅。課程設(shè)計(jì)是我們電子技術(shù)課程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是鍛煉我們動(dòng)手能力與綜合運(yùn)用知識的能力、分析與解決實(shí)際問題的能力的一個(gè)很好的途徑。另外在設(shè)計(jì)電路、分析電路中查閱不少的資料，這樣擴(kuò)展了我在電氣技術(shù)方面的知識和視野，也培養(yǎng)了創(chuàng)造力。這次課程設(shè)計(jì)真的可以用“苦盡甘來”來形容，在這個(gè)過程中，我們遇到了許許多多的困難，當(dāng)然也有相應(yīng)的通過自己的努力解決困難之后的那份喜悅，這份喜悅真的是其他任何喜悅所代替不了的。我們嘗到了設(shè)計(jì)電

11、路的迷茫；我們嘗到了那巨多連線的復(fù)雜；也嘗到了電路連接完成后卻沒有出現(xiàn)預(yù)期效果的那種焦急與煩躁。調(diào)試電路真的是最考驗(yàn)人的細(xì)心和耐心的一個(gè)過程，需要仔細(xì)分析查找問題原因，排除故障，再調(diào)試周而復(fù)始，一次又一次，但功夫不負(fù)有心人，我們的堅(jiān)持，我們的不放棄，終于讓我們看到了理想的效果，看到了完整的一個(gè)作品。那一刻真的是由衷的開心。科研，就是這么一個(gè)讓你歡喜讓你憂的東西！除此之外，這次課設(shè)讓我們的動(dòng)手能力有了很大提高，但也發(fā)現(xiàn)了自己有很多不足，在以后的學(xué)習(xí)中還有待提高。同時(shí)也為以后的課程設(shè)計(jì)積累了一筆豐富的經(jīng)驗(yàn)，我相信，以后的課設(shè)我會(huì)越做越好！最后非常感謝老師的耐心指導(dǎo)和幫助，希望我們的課設(shè)有更大突破O(_)O！九、小組分工及自我評價(jià)1、小組分工：王佳琦（我）：負(fù)責(zé)整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路和555信號發(fā)生器的接線調(diào)試和故障排查修改；部分主體電路故障排查。陳京杭：設(shè)計(jì)并完成multisim電路仿真，仿真電路故障檢查和修改；校時(shí)電路調(diào)試修改和部分電路故障排查。張國銳：負(fù)責(zé)主體電路包括校時(shí)電路、時(shí)分秒的計(jì)時(shí)電路、譯碼器