數(shù)字電子鐘設計課程設計報告書

1、-電子技術課程設計報告書課題名稱：數(shù)字電子鐘的設計. z-一、設計任務及要求：1、設計任務：設計一個數(shù)字電子鐘2、要 求：1.電子鐘能夠顯示時、分、秒。 2.能夠實現(xiàn)對時、分、秒的校時。 指導教師簽名： 年 月 日 二、指導教師評語：指導教師簽名：年 月 日 三、成績評定：指導教師簽名：年 月 日四、系部意見：系部蓋章：年 月 日設計工程成績評定表. z-設計報告書目錄一、設計目的1二、設計思路1三、設計過程13.1、系統(tǒng)方案論證13.2、模塊電路設計2四、系統(tǒng)調試與結果5五、主要元器件與設備9六、課程設計體會與建議96.1、設計體會96.2、設計建議10七、參考文獻10. z-一、設計目的1

2、、加強學生對電子制作的認識，充分掌握和理解所設計的各個局部的工作原理、設計過程、選擇芯片器件、電路的連接與調試等多項知識。2、了解數(shù)字電子鐘的組成及工作原理，并學會更好地利用Mulsitim軟件。3、培養(yǎng)學生查閱資料的能力，培養(yǎng)綜合運用所學理論知識和實踐知識獨立完成課題的工作能力，增加對電子產(chǎn)品的興趣。二、設計思路1、設計秒信號發(fā)生器。 2、設計24進制時計數(shù)器。3、設計60進制分計數(shù)器和秒計數(shù)器。 4、設計時、分、秒校準電路。5、連接整機電路。三、設計過程3.1、系統(tǒng)方案論證數(shù)字電子鐘主要分為時、分、秒計數(shù)器、數(shù)碼顯示器及顯示器、秒信號發(fā)生器和校時電路這幾個局部。數(shù)字電子鐘的時計數(shù)器為24進

3、制計數(shù)器，分和秒計數(shù)器為60進制計數(shù)器，要完成計數(shù)器的顯示必須由相對應個數(shù)的碼顯示管6個經(jīng)譯碼器譯碼后顯示。秒信號發(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定時來產(chǎn)生脈沖并分頻為1HZ。秒計數(shù)到六十后，對分計數(shù)器送入一個脈沖，進展分計數(shù)，分計數(shù)到六十后，對時計數(shù)器送入一個秒沖，實現(xiàn)對一天24小時的計數(shù)。校時電路分為秒校時、分校時、時校時，分別由開關控制。整個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進制時計數(shù)器24進制時計數(shù)器60進制分計數(shù)器60進制秒計數(shù)器校時校分校秒校時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、模塊電路設計1. 秒脈沖發(fā)生器電路秒信號發(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)字鐘的質量。這里采用555定時產(chǎn)生1HZ脈沖。根據(jù)所學知識可知可得到其輸出脈沖的頻率?；瑒幼冏杵髌鸬搅苏{節(jié)作用。如圖2所示。圖2 秒脈沖發(fā)生器2. 24進制時計數(shù)器及其顯示 時計數(shù)器電路由U14和U25兩局部組成。當時計數(shù)器的個位U25計數(shù)為4，U14計數(shù)為2時，即R01和R02同時為1時，兩片74LS90D清零，從而構成24進制計數(shù)。74LS48是BCD7段譯碼器，其輸出是OC們輸出且高電平有效，專用于驅動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)碼管顯示相應的數(shù)字。將時、分、秒計數(shù)器的每位輸出分別接到相應七段譯碼器的輸入端，便可進展不同數(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，當數(shù)字鐘的計數(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。其電路圖如圖3所示。圖3 24進制計數(shù)器及其數(shù)碼顯示3. 60進制分、秒計數(shù)器及其顯示秒、分計數(shù)器都是六十進制，它由一級十進制計數(shù)器和一級六進制計數(shù)器組成，采用兩片74LS90D串接起來構成秒、分計數(shù)器。將十進制計數(shù)器轉換為六進制計數(shù)器的電路的連接方法為：將QB、QC分別與兩個清零端R01、R02相連接。譯碼器及顯示管的作用同24進制計數(shù)器中所介紹的。六十進制計數(shù)器

6、的設計如圖4所示。圖4 60進制計數(shù)器及其數(shù)碼顯示4. 校準電路如圖5，J1、J3、J2分別為秒、分、時的校準控制開關。初始狀態(tài)時J2斷開，J1、J2閉合，秒脈沖進入到秒計數(shù)器中，計數(shù)器正常工作。當需要對秒進展校準時，閉合J2，則秒脈沖無法進入到秒計數(shù)器中，直到時間為秒計數(shù)器顯示的時間，再斷開J1開關；需要對分進展校準時，斷開J3，秒進位無法進入分計數(shù)器，秒脈沖進入到分計數(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J3開關。對時校準和對分校準的方法一樣。校準電路如圖5所示。圖5 校準電路5. 整機電路當各局部電路的連接完成后，再將其連接，即得到整機電路圖如圖6所示。圖

7、6 整機電路圖四、系統(tǒng)調試與結果1、 對24進制計數(shù)器和60進制計數(shù)器進展驗證，如圖7和圖8所示。圖7 24進制計數(shù)器的驗證圖8 60 進制計數(shù)器的驗證2、 對秒脈沖信號發(fā)生器進展調試并觀察其波形。結果如圖9所示。a(b)圖9a 秒信號發(fā)生器的調試 (b)秒信號發(fā)生器的波形3、 連接整機電路。4、 通過校準電路將始終控制為00時00分00秒。如圖10所示。 斷開所有開關，讓電子鐘開場運行，秒信號分別進入時計數(shù)器、分計數(shù)器、秒計數(shù)器，當其數(shù)碼顯示管顯示為00時，立即關閉相對應的開關，即得到00時00分00秒這一時刻。圖10 00時00分00秒5、 正常運行電子時鐘，取任意時刻顯示結果。如圖11所

8、示。當校準到00時00分00秒時，斷開開關J2，秒信號進入電子鐘的秒計數(shù)器，開場工作，任意取運行結果如下列圖11。圖11a 11時24分41秒圖11b 23時02分55秒五、主要元器件與設備 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/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3電阻阻值不同11電容2555集成芯片1滑動變阻器1Multisim仿真軟件 六、課程設計體會與建議6.1、設計體會通過Multisim軟件，可以很方便的實現(xiàn)計算機仿真和虛擬實驗，與傳統(tǒng)的實驗方法相比，通過Multisim仿真可，設計與實驗可以同步進展，且修

9、改電路容易，連線直觀。整個課題的完成需要的工作量很大，在制作24進制計數(shù)器和60 進制計數(shù)器時，我也嘗試了幾種芯片，查閱過很多資料。還有這次設計，我根本沒有按照課本所給的樣本作圖，而是根據(jù)自己所學知識，獨立完成地。在做本次課程設計的時候，1HZ的秒信號發(fā)生器調試難度大，開場的時候我用了晶體振蕩器分頻，這個根本上調試不成功，然后只能改用555定時分頻，但是其準確度和穩(wěn)定度不是很高，所以在調試過程中，必行不是非常穩(wěn)定，導致輸入秒信號應該比1HZ大后，電子鐘的快慢不能到達絕對準確。另外，我想到了給電子鐘安裝整時報點，但是試了幾次，沒有成功，因為時間關系，我也就沒有再做下去。 當完成了這個課題的時候，

10、我有一種小小的滿足感，但更多的是深思。通過這次設計，我對mulsitim軟件的作用及使用方法有了進一步的了解，對數(shù)字電路有關知識也有了比擬好的穩(wěn)固，也加深了對一些芯片的了解。更重要的是我明白了我的缺乏之處：做設計不是簡單的事情，必須要有耐心，恒心；大膽創(chuàng)新更是不可缺少的。同時，也給了我學習方面的很多啟示：平時，應該好好積累，不只是局限于在課本知識，而且要注重實踐，在實踐過程中加深對知識的理解，根底知識永遠是效勞于實踐的！ 同時，我要衷心地感大學來所有給過我?guī)椭慕處?，特別是這次課程設計時悉心指導我的智軍教師和呂方興教師！6.2、設計建議我覺得課程設計主要是由學生自己完成，可能有人認為需要教師多給些指導，但是我不希望這些，這樣有利于培養(yǎng)學生獨立思考，解決問題的能力，我們可以通過查閱資料，動手實踐，驗證等等來解決問題。還有就是我認為課程設計的時間應該更長些，不局限于專門的實訓時間，這樣學生的思考余地會更大些，結果可能會更完美些。 七、參考文獻1 志忠.數(shù)字電子技術根底M.高等教育.2021年1月.2 志忠.電子技術課程設計M