數(shù)字電路課程設計數(shù)字鐘的課件

1、數(shù)字電路課程設計設計題目：數(shù)字鐘電路的設計數(shù)字鐘電路設計數(shù)字鐘的功能要求系統(tǒng)組成框圖主體電路的設計功能擴展電路的設計設計任務及要求課程設計時間安排一、數(shù)字鐘的功能要求基本功能準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間；小時的計時要求為“12翻1”，分和秒的計時為60進制；校正時間。擴展功能定時控制；仿廣播電臺正點報時；報整點時數(shù)；觸摸報整點時數(shù)；其它數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分所組成 振蕩器產生的穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時間基準，再經分頻器輸出標準秒脈沖 秒計數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進位 分計數(shù)器計滿60后向小時計數(shù)器進位 小時計數(shù)器按照“12翻1”規(guī)律計數(shù) 計數(shù)器的輸出經

2、譯碼器送顯示器 計時出現(xiàn)誤差時可以用校時電路進行校時、校分、校秒 擴展電路必須在主體電路正常運行的情況下才能進行功能擴展 二、系統(tǒng)組成框圖三、主體電路的設計盡量選用同類型的器件，即所有功能部件都采用TTL或CMOS集成電路。整個系統(tǒng)所用的器件種類應盡可能少。設計原則1、振蕩器的設計振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度，通常選用石英晶體構成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高。三、主體電路的設計采用電子手表集成電路(如5C702)中的晶體振蕩器電路，常取晶振的頻率為32768Hz因其內部有15級2分頻集成電路，輸出1Hz的標準脈沖晶體振蕩器

3、電路振蕩器的設計方案一555多諧振蕩器三、主體電路的設計振蕩器的設計方案二若精度要求不高也可采用由集成邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器。這里選用555構成的多諧振蕩器，設振蕩頻率f01kHz三、主體電路的設計2、分頻器的設計分頻器的功能：產生標準秒脈沖信號；提供功能擴展電路所需要的信號，如仿電臺報時用的1kHz的高音頻信號和500Hz的低音頻信號等。選用3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90可以完成上述功能。因每片為110分頻，3片級聯(lián)則可獲得所需要的頻率信號，即第1片的Q0端輸出頻率為500HZ， Q3端輸出頻率為100HZ，第2片的Q3端輸出為10

4、Hz，第3片的Q3端輸出為1Hz。74LS90管腳和功能圖74LS90結構三、主體電路的設計74LS92是二五十進制計數(shù)器，有兩個清零端和兩個置9端三片74LS90構成的1000分頻器三、主體電路的設計三、主體電路的設計3、時分秒計數(shù)器的設計分和秒計數(shù)器都是模M=60的計數(shù)器，其計數(shù)規(guī)律為：00-01-58-59-00選74LS92作十位計數(shù)器，74LS90作個位計數(shù)器。再將它們級聯(lián)組成模數(shù)M=60的計數(shù)器。時計數(shù)器是一個“12進制”的特殊進制計數(shù)器，即當數(shù)字鐘運行到12時59分59秒時秒的個位計數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字鐘應自動顯示為00時00分00秒，實現(xiàn)日常生活中習慣用的計時規(guī)律。 7

5、4LS92是二六十二進制計數(shù)器，即CP0和Q0組成二進制計數(shù)器，CP1和Q3Q2Q1在74LS92中為六進制計數(shù)器。三、主體電路的設計74LS92結構六進制二進制Q3Q1Q2Q0CLK1CLK0R02R0174LS92結構圖六十進制計數(shù)器三、主體電路的設計三、主體電路的設計4、譯碼顯示電路的設計 74LS47、74LS48為BCD7段譯碼/驅動器，其中，74LS47可用來驅動共陽極的發(fā)光二極管顯示器，而74LS48則用來驅動共陰極的發(fā)光二極管顯示器。74LS47為集電極開路輸出，用時要外接電阻；而74LS48的內部有升壓電阻，因此無需外接電阻(可以直接與顯示器 連接)。74LS48的功能表如下

6、表所示，其中，A3A2AlA0為8421BCD碼輸入端，ag為 7段譯碼輸出端。三、主體電路的設計74LS48功能表三、主體電路的設計5、校時電路的設計當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間(或稱校時)。校時是數(shù)字鐘應具備的基本功能。一般電子手表都具有時、分、秒等校時功能。為使電路簡單，這里只進行分和小時的校時。校時電路的要求在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。S1為?！胺帧庇玫目刂崎_關 S2為?！皶r”用的控制開關 校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖 當S1或S2分別為“0”時可進行“快校時” 如果校時脈沖由單次脈沖產生器提供，則可以進行“慢校時”

7、 需要注意的是，校時電路是由與非門構成的組合邏輯電路，開關S1或S2為“0”或“1”時，可能會產生抖動，接電容C1、C2可以緩解抖動。必要時還應將其改為去抖動開關電路。三、主體電路的設計?！皶r”、?！胺帧彪娐啡?、主體電路的設計6. 主體電路的裝調 由數(shù)字鐘系統(tǒng)組成框圖按照信號的流向分級安裝，逐級級聯(lián)，這里的每一級是指組成數(shù)字鐘的各功能電路 級聯(lián)時如果出現(xiàn)時序配合不同步，或尖峰脈沖干擾，引起邏輯混亂，可以增加多級邏輯門來延時 如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端VCC加退耦濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01F的小電容相并聯(lián) 經過聯(lián)調并糾

8、正設計方案中的錯誤和不足之處后，再測試電路的邏輯功能是否滿足設計要求。最后畫出滿足設計要求的總體邏輯電路圖，如圖所示 如果因實驗器材有限，則其中秒計數(shù)器的個位和時計數(shù)器的十位可以采用發(fā)光二極管指示，因而可以省去2片譯碼器和2片數(shù)碼顯示器 四、設計任務及要求1. 功能要求基本功能 以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間，為節(jié)省器件，其中小時位用發(fā)光二極管指示。要求手動快校時、快校分。2.給定的主要元器件給定的主要器件： 555 1片，74LS90 5片， 74LS92 2片， 74LS00 1片， 74LS48 4片，數(shù)碼顯示器BS202 4只， 發(fā)光二極管 1只，。四、設計任務及要求3. 設計步驟與要求 擬定數(shù)字鐘電路的組成框圖，要求實現(xiàn)電路的基本功能，使用的器件少，成本低； 設計并安裝各單元電路，要求布線整齊、美觀，便于級聯(lián)與調試（注意：領到元件后用“萬用表”測試元器件質量的好壞） ； 測試數(shù)字鐘系統(tǒng)的邏輯功能； 畫出數(shù)字鐘系統(tǒng)的整機邏輯電路圖； 寫出設計性實驗報告。 參考格式為：四、設計任務及要求3. 設計報告參考格式目錄一設計任務（設計課題、