南京航空航天大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計

1、電子技術(shù)課程設(shè)計數(shù)字電子鐘專業(yè):設(shè)計:一、設(shè)計目的數(shù)字鐘是一種以數(shù)字顯示周、日、時、分、秒的計時裝置，與傳 統(tǒng)的機(jī)械 鐘相比，它具有走時準(zhǔn)、顯示直觀、無機(jī)械傳動裝置等優(yōu)點，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。設(shè)計與制作數(shù)字鐘的目的：進(jìn)一步了解某些中小規(guī)模集成電路的作用。熟練掌握 各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計內(nèi)容及要求（1）設(shè)計指標(biāo)由晶振電路產(chǎn)生1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒信號。分、秒為0059六十進(jìn)制計數(shù)器。時為0023二十四進(jìn)制計數(shù)器。周顯示從1日為七進(jìn)制計數(shù)器。整點報時整點報時電路要求在每個整點前鳴叫五次低音（500HZ），

2、整點時再鳴叫一次高音（1000HZ）。（2）設(shè)計要求畫出電路原理圖。元器件及參數(shù)選擇。電路仿真與調(diào)試。（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。（4）編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，心得體會。三、原理框圖數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器。六十進(jìn)制秒、分計數(shù)器、二十進(jìn)制時計數(shù)器及七十進(jìn)制日計數(shù) 器以及秒、分、時 的譯碼顯示部分等。主要部分的實現(xiàn)方案1秒脈沖發(fā)生器由晶振32768Hz經(jīng)CD4060十四分頻為2Hz,再經(jīng)過74LS74次分頻，即得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，提供給時鐘計數(shù)脈沖。如圖示:秒脈沖發(fā)生器2計數(shù)譯碼顯示由6個74L

3、S90計數(shù)器組成時、分、秒的計數(shù)電路，74LS90是4位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器。秒計數(shù)器秒的個位計數(shù)單元為10進(jìn)制計數(shù)器，當(dāng)QDQCQBQA變成1010時，通過與非門把它 的清零端變成0,計數(shù)器的輸出被置零，跳過1011到1111的狀態(tài)，又從0000開始，如 此重復(fù)。秒的十為計數(shù)單元為6進(jìn)制，當(dāng)QDQCQBQA變成0101時，通過與非門把它的清 零端變成0,計數(shù)器的輸出被置零，跳過0110到1111的狀態(tài)，又從0000開始，如此就 是60進(jìn)制。同時秒十位上的0101時,要把進(jìn)位信號傳輸給“分”個位的計數(shù)單元。分計數(shù)器分的個位和十位計數(shù)單元的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和秒的是一樣的，只是它要把進(jìn)位信號傳輸給時的個位

4、計數(shù)單元。時計數(shù)器當(dāng)“時”十位的QDQCQBQA為0000或0001時，“時”的個位計數(shù)單元是十進(jìn)制 計數(shù)器，當(dāng)他的QDQCQBQA到1010時，通過與非門使得個位74LS90上的清零端為0,則計數(shù)器的輸出直接置零，從0000有開始。當(dāng)十位的QDQCQBQA為0010時，通 過與非門使 得該74LS90的清零端為0, “時”的十位有重新從0000開始，此時的個位 計數(shù)單元變成4進(jìn)制，即當(dāng)個位計數(shù)單元的QDQCQBQA為0100時，就要又從0000開 始計數(shù)。這樣就實現(xiàn)了 “時” 24進(jìn)制的計 數(shù)(4 )日計數(shù)器日計數(shù)器由兩個74LS74，四個ttl和一個74LS20構(gòu)成，實現(xiàn)了七定制的功能。每

5、 個74LS74控制一個輸入，即控制QDQCQBQA中的一個。當(dāng)從0000到0111時，顯示是 按照74LS74集成們電路的邏輯功能來實現(xiàn)的，當(dāng)為0111的時候，QCQBQA各為1 1 1，他們?nèi)齻€通過74LS74與非門輸出為0。再與QD所控的0通過TTL集成門電 路輸出了 0，如此循環(huán)，使得四個TTL輸出都為0000。即使得輸出變?yōu)榱?“置零”狀 態(tài)。從而實現(xiàn)了七禁止循環(huán)。如下圖所 示：Q4Q3Q2Qi顯示1 0 0 0日(8)0 0 0 110 0 1 020 0 1 130 1 0 040 1 0 150 1 1 063數(shù)字鐘的譯碼及顯示單元電路譯碼顯示采用共陽極數(shù)碼管和譯碼器74SL2

6、47組成。4整點報時電路電路應(yīng)在整點前10秒鐘內(nèi)開始整點報時，即當(dāng)時間在59分54秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒 十位均保持不變，分別為5、9和5,因此可將分計數(shù)器十位的QC和QA、個位的QD和QA及秒計數(shù)器十位的QC和QA相與，從而 產(chǎn)生報時控制信號。報時電路由74LS08高音和74LS04低音通過74LS32來構(gòu)成五、元器件元件名稱數(shù)量面包板1共陽極數(shù)碼管7譯碼/驅(qū)動器74LS2477計數(shù)/分頻/振蕩器CD40601計數(shù)器 74LS90/74LS2906雙D觸發(fā)器74LS744四2輸入或門74LS321雙4輸入與非

7、門74LS202四2輸入與門74LS082六反相器74LS041與非門74LS001晶振 32768Hz1電阻9三極管80501固定電容1可調(diào)電容1連接導(dǎo)線2六、總體電路圖及部分單元的電路圖參見附加實驗報告紙實驗過程中遇到的問題及解決方法我們接好秒計數(shù)模塊發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮。仔細(xì)對照電路才發(fā)現(xiàn)。我們沒有給芯片接 電源和“地”，為了防止之后再次出現(xiàn)這個 錯誤，我們重新布置電路，先用電 源和“地”把面包板圍起來秒顯示器十進(jìn)制和六進(jìn)制都沒有問題，但是秒不向分進(jìn)位。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是進(jìn)位 線連錯了。周顯示正常，但發(fā)現(xiàn)有一條線接在兩個不同的接口都可以實 現(xiàn)正常的功能。最后 幾個室友討論這兩種方法之間的不同就是在

8、精度上有區(qū)別。蜂鳴器不鳴叫，但我們的電路檢查是沒有問題的。最后查資 料才知道蜂鳴器的正 負(fù)接口接反了。還有一個不可忽略的問題。我們先保證電路的正確，再美化線路，有幾次我們美 化完電路發(fā)現(xiàn)之前的功能不能實現(xiàn)。就 是我和隊友兩個人一起美化線路，接口上 不小心就連錯了。心得體會通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我們了解了設(shè)計電路的程 序，也讓我了解 了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要對著一個參考電路圖才可以連接 的。但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因為在實際接線中有著各種各樣的 條件制約著，所以要合理布局這樣連出來的成品才比較美觀。通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，實踐是檢驗真理的 唯一標(biāo)準(zhǔn)，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操 作才會有深刻理解。在這次實驗連接 中，發(fā)現(xiàn)了一個極大的問題，那 就是在電路連接過程中一定要細(xì)心，耐心。細(xì)心耐心連