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

1、-電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課題名稱：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì). z-一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：1、設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘2、要 求：1.電子鐘能夠顯示時(shí)、分、秒。 2.能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒的校時(shí)。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日 三、成績(jī)?cè)u(píng)定：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日四、系部意見：系部蓋章：年 月 日設(shè)計(jì)工程成績(jī)?cè)u(píng)定表. z-設(shè)計(jì)報(bào)告書目錄一、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)思路1三、設(shè)計(jì)過程13.1、系統(tǒng)方案論證13.2、模塊電路設(shè)計(jì)2四、系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果5五、主要元器件與設(shè)備9六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)與建議96.1、設(shè)計(jì)體會(huì)96.2、設(shè)計(jì)建議10七、參考文獻(xiàn)10. z-一、設(shè)計(jì)目的1

2、、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電子制作的認(rèn)識(shí)，充分掌握和理解所設(shè)計(jì)的各個(gè)局部的工作原理、設(shè)計(jì)過程、選擇芯片器件、電路的連接與調(diào)試等多項(xiàng)知識(shí)。2、了解數(shù)字電子鐘的組成及工作原理，并學(xué)會(huì)更好地利用Mulsitim軟件。3、培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)獨(dú)立完成課題的工作能力，增加對(duì)電子產(chǎn)品的興趣。二、設(shè)計(jì)思路1、設(shè)計(jì)秒信號(hào)發(fā)生器。 2、設(shè)計(jì)24進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器。3、設(shè)計(jì)60進(jìn)制分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器。 4、設(shè)計(jì)時(shí)、分、秒校準(zhǔn)電路。5、連接整機(jī)電路。三、設(shè)計(jì)過程3.1、系統(tǒng)方案論證數(shù)字電子鐘主要分為時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器、數(shù)碼顯示器及顯示器、秒信號(hào)發(fā)生器和校時(shí)電路這幾個(gè)局部。數(shù)字電子鐘的時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)

3、制計(jì)數(shù)器，分和秒計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要完成計(jì)數(shù)器的顯示必須由相對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的碼顯示管6個(gè)經(jīng)譯碼器譯碼后顯示。秒信號(hào)發(fā)生器可以由頻率振蕩器可以分頻后得到，頻率振蕩器可以由晶體振蕩器分頻來提供，也可以由555定時(shí)來產(chǎn)生脈沖并分頻為1HZ。秒計(jì)數(shù)到六十后，對(duì)分計(jì)數(shù)器送入一個(gè)脈沖，進(jìn)展分計(jì)數(shù)，分計(jì)數(shù)到六十后，對(duì)時(shí)計(jì)數(shù)器送入一個(gè)秒沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的計(jì)數(shù)。校時(shí)電路分為秒校時(shí)、分校時(shí)、時(shí)校時(shí)，分別由開關(guān)控制。整個(gè)電路的原理框圖如圖1所示。譯碼、顯示譯碼、顯示譯碼、顯示24進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器24進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器60進(jìn)制分計(jì)數(shù)器60進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器校時(shí)校分校秒校時(shí)控制校分控制校秒控制晶體振蕩器分頻器圖1 數(shù)字電子鐘的原

4、理框圖3.2、模塊電路設(shè)計(jì)1. 秒脈沖發(fā)生器電路秒信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心局部，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。這里采用555定時(shí)產(chǎn)生1HZ脈沖。根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知可得到其輸出脈沖的頻率。滑動(dòng)變阻器起到了調(diào)節(jié)作用。如圖2所示。圖2 秒脈沖發(fā)生器2. 24進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器及其顯示 時(shí)計(jì)數(shù)器電路由U14和U25兩局部組成。當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)器的個(gè)位U25計(jì)數(shù)為4，U14計(jì)數(shù)為2時(shí)，即R01和R02同時(shí)為1時(shí)，兩片74LS90D清零，從而構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)。74LS48是BCD7段譯碼器，其輸出是OC們輸出且高電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。其功能是把輸入的8421BCD碼ABCD譯成七段輸出

5、a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)字。將時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)展不同數(shù)字顯示。在譯碼器輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)的R為限流電阻，當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖的作用下，就將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號(hào)。其電路圖如圖3所示。圖3 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器及其數(shù)碼顯示3. 60進(jìn)制分、秒計(jì)數(shù)器及其顯示秒、分計(jì)數(shù)器都是六十進(jìn)制，它由一級(jí)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級(jí)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，采用兩片74LS90D串接起來構(gòu)成秒、分計(jì)數(shù)器。將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路的連接方法為：將QB、QC分別與兩個(gè)清零端R01、R02相連接。譯碼器及顯示管的作用同24進(jìn)制計(jì)數(shù)器中所介紹的。六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

6、的設(shè)計(jì)如圖4所示。圖4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器及其數(shù)碼顯示4. 校準(zhǔn)電路如圖5，J1、J3、J2分別為秒、分、時(shí)的校準(zhǔn)控制開關(guān)。初始狀態(tài)時(shí)J2斷開，J1、J2閉合，秒脈沖進(jìn)入到秒計(jì)數(shù)器中，計(jì)數(shù)器正常工作。當(dāng)需要對(duì)秒進(jìn)展校準(zhǔn)時(shí)，閉合J2，則秒脈沖無法進(jìn)入到秒計(jì)數(shù)器中，直到時(shí)間為秒計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間，再斷開J1開關(guān)；需要對(duì)分進(jìn)展校準(zhǔn)時(shí)，斷開J3，秒進(jìn)位無法進(jìn)入分計(jì)數(shù)器，秒脈沖進(jìn)入到分計(jì)數(shù)器中，則分計(jì)數(shù)器快速計(jì)數(shù)，直到分計(jì)數(shù)器顯示的時(shí)間為正確的時(shí)間，再閉合J3開關(guān)。對(duì)時(shí)校準(zhǔn)和對(duì)分校準(zhǔn)的方法一樣。校準(zhǔn)電路如圖5所示。圖5 校準(zhǔn)電路5. 整機(jī)電路當(dāng)各局部電路的連接完成后，再將其連接，即得到整機(jī)電路圖如圖6所示。圖

7、6 整機(jī)電路圖四、系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果1、 對(duì)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器和60進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)展驗(yàn)證，如圖7和圖8所示。圖7 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的驗(yàn)證圖8 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器的驗(yàn)證2、 對(duì)秒脈沖信號(hào)發(fā)生器進(jìn)展調(diào)試并觀察其波形。結(jié)果如圖9所示。a(b)圖9a 秒信號(hào)發(fā)生器的調(diào)試 (b)秒信號(hào)發(fā)生器的波形3、 連接整機(jī)電路。4、 通過校準(zhǔn)電路將始終控制為00時(shí)00分00秒。如圖10所示。 斷開所有開關(guān)，讓電子鐘開場(chǎng)運(yùn)行，秒信號(hào)分別進(jìn)入時(shí)計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、秒計(jì)數(shù)器，當(dāng)其數(shù)碼顯示管顯示為00時(shí)，立即關(guān)閉相對(duì)應(yīng)的開關(guān)，即得到00時(shí)00分00秒這一時(shí)刻。圖10 00時(shí)00分00秒5、 正常運(yùn)行電子時(shí)鐘，取任意時(shí)刻顯示結(jié)果。如圖11所

8、示。當(dāng)校準(zhǔn)到00時(shí)00分00秒時(shí)，斷開開關(guān)J2，秒信號(hào)進(jìn)入電子鐘的秒計(jì)數(shù)器，開場(chǎng)工作，任意取運(yùn)行結(jié)果如下列圖11。圖11a 11時(shí)24分41秒圖11b 23時(shí)02分55秒五、主要元器件與設(shè)備 主要元器件清單如表1所示。表1 元器件清單元器件數(shù)目個(gè)/塊七段共陰極數(shù)碼顯示管LED674LS48D譯碼器674LS90D集成芯片6與非門6非門2開關(guān)3電阻阻值不同11電容2555集成芯片1滑動(dòng)變阻器1Multisim仿真軟件 六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)與建議6.1、設(shè)計(jì)體會(huì)通過Multisim軟件，可以很方便的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真和虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相比，通過Multisim仿真可，設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)展，且修

9、改電路容易，連線直觀。整個(gè)課題的完成需要的工作量很大，在制作24進(jìn)制計(jì)數(shù)器和60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，我也嘗試了幾種芯片，查閱過很多資料。還有這次設(shè)計(jì)，我根本沒有按照課本所給的樣本作圖，而是根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成地。在做本次課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，1HZ的秒信號(hào)發(fā)生器調(diào)試難度大，開場(chǎng)的時(shí)候我用了晶體振蕩器分頻，這個(gè)根本上調(diào)試不成功，然后只能改用555定時(shí)分頻，但是其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度不是很高，所以在調(diào)試過程中，必行不是非常穩(wěn)定，導(dǎo)致輸入秒信號(hào)應(yīng)該比1HZ大后，電子鐘的快慢不能到達(dá)絕對(duì)準(zhǔn)確。另外，我想到了給電子鐘安裝整時(shí)報(bào)點(diǎn)，但是試了幾次，沒有成功，因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，我也就沒有再做下去。 當(dāng)完成了這個(gè)課題的時(shí)候，

10、我有一種小小的滿足感，但更多的是深思。通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)mulsitim軟件的作用及使用方法有了進(jìn)一步的了解，對(duì)數(shù)字電路有關(guān)知識(shí)也有了比擬好的穩(wěn)固，也加深了對(duì)一些芯片的了解。更重要的是我明白了我的缺乏之處：做設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的事情，必須要有耐心，恒心；大膽創(chuàng)新更是不可缺少的。同時(shí)，也給了我學(xué)習(xí)方面的很多啟示：平時(shí)，應(yīng)該好好積累，不只是局限于在課本知識(shí)，而且要注重實(shí)踐，在實(shí)踐過程中加深對(duì)知識(shí)的理解，根底知識(shí)永遠(yuǎn)是效勞于實(shí)踐的！ 同時(shí)，我要衷心地感大學(xué)來所有給過我?guī)椭慕處煟貏e是這次課程設(shè)計(jì)時(shí)悉心指導(dǎo)我的智軍教師和呂方興教師！6.2、設(shè)計(jì)建議我覺得課程設(shè)計(jì)主要是由學(xué)生自己完成，可能有人認(rèn)為需要教師多給些指導(dǎo)，但是我不希望這些，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，解決問題的能力，我們可以通過查閱資料，動(dòng)手實(shí)踐，驗(yàn)證等等來解決問題。還有就是我認(rèn)為課程設(shè)計(jì)的時(shí)間應(yīng)該更長(zhǎng)些，不局限于專門的實(shí)訓(xùn)時(shí)間，這樣學(xué)生的思考余地會(huì)更大些，結(jié)果可能會(huì)更完美些。 七、參考文獻(xiàn)1 志忠.數(shù)字電子技術(shù)根底M.高等教育.2021年1月.2 志忠.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)M