數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計多功能數(shù)字鐘的設(shè)計

1、課程設(shè)計成果說明書題 目： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計 學(xué)生姓名：王煒翀 學(xué) 號： 111311124學(xué) 院： 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 班 級： C11電信 指導(dǎo)教師： 馮燕爾 浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計成績評定表20 1220 13學(xué)年 第 2 學(xué)期學(xué)院 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 班級 C11電信 專業(yè) 電子信息工程學(xué)生姓名(學(xué) 號)王煒翀（111311124）課程設(shè)計名 稱電子技術(shù)課程設(shè)計題 目多功能數(shù)字鐘的設(shè)計指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師簽名：年 月 日答辯評語及成績答辯小組教師簽名：年 月 日浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書20122013學(xué)年 第2學(xué)期學(xué)院 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 班級 C11電信 專業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名(學(xué)

2、號)王煒翀111311124課程名稱電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計題目多功能數(shù)字鐘的設(shè)計完成期限自20 13年3月8日至 2013年3月28日 共 2 周設(shè)計依據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)課程的內(nèi)容，實驗室提供必要的設(shè)備，可以進(jìn)行相關(guān)設(shè)計。設(shè)計要求及主要內(nèi)容1、基本要求（1）能進(jìn)行正常的時、分、秒的計時功能，分別由6個數(shù)碼管顯示24小時、60分鐘、60秒鐘的計數(shù)。（2）具有清零功能。（3）具有開、關(guān)功能。2、發(fā)揮部分（1）能實現(xiàn)“校時”“校分”功能：當(dāng)按下“SA”“校時”鍵時，計時器迅速遞增，并按24小時循環(huán)，計滿23小時后返回00；按下“SB”“校分”鍵時，計分器迅速遞增，并按60分鐘循環(huán)，計滿59分鐘后

3、返回00；但不向“時”進(jìn)位。（2）能進(jìn)行整點報時：當(dāng)計時到達(dá)59分50秒后，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”信號(其聲音頻率為500HZ)，連續(xù)5次到達(dá)整點，發(fā)出一次高音“嘀”信號(其聲音頻率為1000HZ) 參考資料1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分.高等教育出版社.2proteus使用指南指導(dǎo)教師簽字馮燕爾日期學(xué)生課程設(shè)計日志周次日 期工 作 內(nèi) 容第4、5周3.18學(xué)會用proteus軟件，將多功能時鐘電路的計數(shù)部分和數(shù)碼顯示電路連接完成，且通過仿真。3.19將多功能時鐘電路的計數(shù)部分和數(shù)碼顯示電路連接完成，且通過仿真。3.20連接了整點報時電路，在起初的仿真時，每點報時的聲音強(qiáng)度相同。經(jīng)檢

4、查幾遍，發(fā)現(xiàn)所有報時點的頻率全相同；經(jīng)改變最后一點報時的頻率后，通過仿真。3.21連接清零電路，并通過仿真。3.22連接了校時電路，在連接校時電路時沒有考慮到當(dāng)校分時它不能進(jìn)位，導(dǎo)致在仿真時分鐘會進(jìn)位3.23連接了開關(guān)電路，順利通過仿真。3.24時不時把自己完成的時鐘電路仿真，看其是否符合所有要求。3.26將電路的部分連線去掉，用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號來實現(xiàn)。3.27寫設(shè)計實驗報告。3.28答辯摘要多功能數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)用數(shù)字顯示時間的計時裝置。主要由計時器、譯碼顯示、開關(guān)電路、清零電路、校時電路及整點報時電路幾部分構(gòu)成。具有時間顯示、校時校分及整點報時等擴(kuò)展功能并且具有走時準(zhǔn)確、顯示直觀、穩(wěn)定等優(yōu)

5、點深受人們喜愛。目錄1.設(shè)計任務(wù)。52數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計。62.1設(shè)計原理。62.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計。62.2.1時間計數(shù)電路的設(shè)計。62.2.2整點報時電路的設(shè)計。82.2.3校時電路的設(shè)計。92.2.4譯碼驅(qū)動顯示電路的設(shè)計。92.2.5開關(guān)電路的設(shè)計。102.2.6清零開關(guān)的設(shè)計。102.2.7字鐘的整體電路。112.2.8心得與體會。122.2.9參考資料。121設(shè)計任務(wù)設(shè)計制作一個數(shù)字電子鐘【1】基本內(nèi)容（1）能進(jìn)行正常的時、分、秒的計時功能，分別由6個數(shù)碼管顯示24小時、60分鐘、60秒鐘的計數(shù)。（2）具有清零功能。（3）具有開、關(guān)功能。【2】發(fā)揮部分（1）能實現(xiàn)“校時”“校分”

6、功能：當(dāng)按下“SA”“校時”鍵時，計時器迅速遞增，并按24小時循環(huán)，計滿23小時后返回00；按下“SB”“校分”鍵時，計分器迅速遞增，按60分鐘循環(huán)，計滿59分鐘后返回00；但不向“時”進(jìn)位。（2）能進(jìn)行整點報時：當(dāng)計時到達(dá)59分50秒后，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”信號（其聲音頻率為500HZ），連續(xù)5次到達(dá)整點，發(fā)出一次高音“嘀”信號（其聲音頻率為1000HZ）2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計2.1設(shè)計原理2.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計2.2.1時間計數(shù)電路的設(shè)計本設(shè)計用到的是74HC160同步十進(jìn)制計數(shù)器，它的工作要求是要有CP來才有可能狀態(tài)發(fā)生改變，如果沒有CP來，則將繼續(xù)保持前一狀態(tài)。 當(dāng)復(fù)位端CLR

7、=0時，輸出Q3Q2Q1Q0全為零，實現(xiàn)異步清零功能（又稱復(fù)位功能）；當(dāng)CLR=1時，預(yù)置控制端LD=0，并且CLK=CLK時，Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0，實現(xiàn)同步預(yù)置數(shù)功能；當(dāng)CLR=LD=1且ENP*ENT=0時，輸出Q3Q2Q1Q0保持不變；當(dāng)CLR=LD=ENP=ENT=1, CLK=CLK時實現(xiàn)計數(shù)。數(shù)字鐘最基本的功能就是計時，所以計時模塊也就成為本次實驗中最基本的模塊之一，通過兩個模60計數(shù)器和一個24模計數(shù)器三者級聯(lián)構(gòu)成的模塊能夠?qū)r、分、秒進(jìn)行計時，實現(xiàn)計時功能，（1）六十進(jìn)制計數(shù)器1Hz的脈沖信號，首先送到“秒”計數(shù)器進(jìn)行累加，秒計數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)的秒數(shù)目的累加

8、，并達(dá)到59秒時產(chǎn)生一個向分鐘的進(jìn)位信號。因此，可以選用兩片74HC160集成芯片組成60進(jìn)制計數(shù)器。其中，”秒”個位為十進(jìn)制，“秒十位為六進(jìn)制?！彪娐啡缦拢?0進(jìn)制計數(shù)電路由圖可知，秒信號從CLK端輸人進(jìn)行十進(jìn)制計數(shù)，滿十輸進(jìn)位信號，即U24中的QQQQ時計數(shù)器清零，同時輸出進(jìn)位信號，此信號用于控制秒十位計數(shù)器的記數(shù)。秒十位計數(shù)器為六進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)U23中的Q3Q2Q1Q0=0101時計數(shù)器清零，從而構(gòu)成六進(jìn)制計數(shù)器，同時輸出向“分”計數(shù)器的進(jìn)位信號。分計數(shù)器的組成電路與秒計數(shù)器的組成電路完全相同，不過進(jìn)入CP的脈沖信號為秒十位進(jìn)位信號輸入的信號。 （2）二十四進(jìn)制計數(shù)器數(shù)字鐘采用24小時計

9、時法，因此在“時”計數(shù)上采用二十四進(jìn)制計數(shù)器。由“分”十位進(jìn)位的脈沖信號，首先送到“時”個位計數(shù)器，“時”個位計數(shù)器由74HC160集成芯片構(gòu)成十進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)信號滿十向十位進(jìn)位，“時”十位也是用74HC160芯片構(gòu)成3進(jìn)制計數(shù)器。由下圖可知，來自“分”十位的進(jìn)位信號進(jìn)入“時”個位計數(shù)器，計數(shù)器滿十清零，即當(dāng)U20的Q3Q2Q1Q0=1001時，同時向“時”十位計數(shù)器送入脈沖信號。當(dāng)U20中的Q3Q2Q1Q0=00119中的Q3Q2Q1Q0=0010時，計數(shù)器U19、U20同時清零，即完成24進(jìn)制計數(shù)。24進(jìn)制計數(shù)電路2.2.2整點報時電路的設(shè)計 一般時鐘都應(yīng)具備整點報時電路功能,即在時間出現(xiàn)

10、整點前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會自動報時,以示提醒。根據(jù)要求,電路應(yīng)在整點前10秒鐘內(nèi)開始整點報時,即當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時,報時電路報時控制信號。 由下圖可知，本來設(shè)計低聲開始響是在59分51秒，故此51秒、53秒、55秒、57秒發(fā)出低聲，最后在59秒時高聲開始。高聲接入1000Hz的高頻信號，低聲接入500Hz的低頻信號給以控制。電路如下：整點報時電路2.2.3校時電路的設(shè)計 分位的進(jìn)位信號與秒位的清零信號是同一個信號，如不在這之間加一個二極管，分調(diào)時信號會使秒位的十位清零，影響秒位的時間。當(dāng)加一個如圖所示的二極管時，由于二極管的單向?qū)щ娦裕沟妹胛磺辶阈盘柕母唠娖讲粫艿秸{(diào)時分位

11、時產(chǎn)生的低電平的影響。從而解決了調(diào)時高位時會影響低位時間的問題。時位調(diào)時與分位調(diào)時情況一樣，解決方法也相同在此就不再重復(fù)電路如下：校時電路2.2.4譯碼驅(qū)動顯示電路的設(shè)計譯碼是把給定的代碼進(jìn)行翻譯，將時、分、秒計數(shù)器輸出的四位二進(jìn)制代碼翻譯為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，并通過LED顯示器顯示，通常LED顯示器與譯碼器是配套使用的，實驗中選用的七段譯碼驅(qū)動器（74HC4511）和數(shù)碼管采用共陰極接法。電路如下：2.2.5開關(guān)電路的設(shè)計該電路的設(shè)計主要是基于設(shè)計的基本要求，開關(guān)電路主要是當(dāng)開關(guān)閉合時，電路能進(jìn)行正常計時；當(dāng)開關(guān)斷開，電路停止工作，即停止計時。其電路圖如下：2.2.6清零開關(guān)的設(shè)計當(dāng)開關(guān)接通后，MR端呈現(xiàn)低電平，即電路立即清零；下圖是時、分、秒清零電路2.2.7數(shù)鐘的整體電路2.2.8心得與體會 經(jīng)過這幾天的課程設(shè)計，我學(xué)會很多，也知道了我也有很多的不足。不過我也沒有氣餒，花費了比較多的時間