數(shù)電課程設(shè)計(jì)--- 多功能電子鐘設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱(chēng) 數(shù)字電子技術(shù) </p><p>　　課題名稱(chēng) 多功能電子鐘設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p>

2、;<p>　　課程名稱(chēng)： 數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　題 目： 多功能電子鐘設(shè)計(jì)</p><p>　　任務(wù)書(shū)下達(dá)日期 2010年10月25日</p><p>　　設(shè)計(jì)完成日期 2010年11月5日</p><p>　　1．1設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1．1．1設(shè)計(jì)內(nèi)容：&

3、lt;/p><p>　　1．設(shè)計(jì)并用制作電子鐘電路；</p><p>　　2．以數(shù)字形式顯示時(shí)，分，秒的功能，小時(shí)計(jì)時(shí)“24翻1”，</p><p>　　分，秒計(jì)時(shí)“60翻1”；</p><p>　　3．有校時(shí)，校分功能；</p><p><b>　　4．設(shè)計(jì)秒振蕩器；</b></p>

4、<p>　　5*.報(bào)時(shí)方式仿電臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，一長(zhǎng)四短（選作）；</p><p>　　6.功能擴(kuò)展（自選）；</p><p>　　1．1．2設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　1．整體設(shè)計(jì)給出框圖，提供總電路圖，要求設(shè)計(jì)思路清晰；</p><p>　　2．完成單元電路設(shè)計(jì)；</p><p>　　3．應(yīng)用EWB軟件仿真

5、；</p><p>　　4．安裝并調(diào)試電路；</p><p><b>　　5．寫(xiě)出設(shè)計(jì)報(bào)告；</b></p><p><b>　　1．2主要設(shè)計(jì)條件</b></p><p><b>　　1．提供中規(guī)模芯片</b></p><p>　　2．提供電源和調(diào)試設(shè)

6、備；</p><p>　　3．EWB設(shè)計(jì)軟件；</p><p><b>　　1．3進(jìn)度安排</b></p><p>　　第一周 星期一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；</p><p>　　星期二：總體電路設(shè)計(jì)和分電路設(shè)計(jì)； </p><p>　　星期三：分電路設(shè)計(jì)與仿真；</p><

7、;p>　　星期四：總體電路電路仿真，修改方案，電路調(diào)試；</p><p>　　星期五：確定設(shè)計(jì)方案，安裝電路；</p><p>　　第二周 星期一、二：安裝、調(diào)試電路或驗(yàn)收電路；</p><p>　　星期三：安裝、調(diào)試電路或驗(yàn)收電路；</p><p>　　星期四、星期五：寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告；</p><p>　　星期五

8、下午：答辯；整理實(shí)驗(yàn)室；</p><p><b>　　1．4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）. 高等教育出版社.</p><p>　　2．郭照南.電子技術(shù)與EDA技術(shù)課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p

9、>　　1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).. ...................................................................................................1</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)類(lèi)容和設(shè)計(jì)要求.................................................................

10、......................2</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)條件...............................................................................................................2</p><p>　　1.3 進(jìn)度安排........................

11、......................................................................................3</p><p>　　1. 4 參考文獻(xiàn).....................................................................................................

12、.........3</p><p>　　2. 總體設(shè)計(jì)方案..........................................................................................................5</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路........................................

13、......................................................................5</p><p>　　2.2 總體設(shè)計(jì)方案....................................................................................................5</p><

14、;p>　　2.3 原理框圖.............................................................................................................5</p><p>　　3. 單元電路設(shè)計(jì)..............................................................

15、............................................6</p><p>　　3.1 秒脈沖電路.........................................................................................................6</p><p>　　3.2 計(jì)數(shù)電路......

16、........................................................................................................7</p><p>　　3.3校時(shí)電路.....................................................................................

17、.................... 10</p><p>　　3.4整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路.................................................................................................11</p><p>　　4. 電路安裝與調(diào)試.................................

18、....................................................................13</p><p>　　4.1電路安裝............................................................................................................ 13</p>

19、;<p>　　4.1電路調(diào)試..............................................................................................................15</p><p>　　5. 心得體會(huì).........................................................

20、...........................................................15</p><p>　　附錄1：完整的設(shè)計(jì)電路圖......................................................................................16</p><p>　　附錄2：元器件清單....

21、................................................................................................17</p><p><b>　　2.總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)思路：</b></p><p>

22、　?、俑鶕?jù)課題中要求可設(shè)計(jì)四個(gè)加法計(jì)數(shù)器（60、60、7和24），設(shè)計(jì)相應(yīng)的計(jì)時(shí)顯示器電路。</p><p>　?、谡n題要求定時(shí)顯示電路的輸入信號(hào)為秒脈沖信號(hào)，設(shè)計(jì)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)秒脈沖輸出的時(shí)基電路。</p><p>　?、塾瞄T(mén)電路設(shè)計(jì)校時(shí)校分電路。</p><p>　　2.2總體設(shè)計(jì)方案：</p><p>　　設(shè)計(jì)方案概述：系統(tǒng)主要由控制器，

23、計(jì)數(shù)器，顯示器，信號(hào)燈和秒脈沖號(hào)發(fā)生器組成。其中星期、時(shí)、分、秒的聯(lián)系和顯示是重點(diǎn)</p><p><b>　　2.3 原理框圖</b></p><p><b>　　3.單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1秒信號(hào)的發(fā)生電路</p><p>　　由前面介紹知道，秒信號(hào)發(fā)生電路由集成電路55

24、5定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器構(gòu)成。需要的芯片有集成電路555定時(shí)器，還有電阻和電容。下圖為其電路圖：</p><p>　　圖 3-1 秒信號(hào)發(fā)生電路</p><p>　　振蕩電路是數(shù)字鐘的核心部分，它的頻率和穩(wěn)定性直接關(guān)系到表的精度。因此選擇555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，其中電容C1為47微法，C2為0.01微法，兩個(gè)電阻R1=R2=10K歐姆。此時(shí)在電路的輸出端就得到了一個(gè)周期性的矩

25、形波，其振蕩頻率為：</p><p>　　f=1.43/[(R1+2R2)C] (3-1)由公式（3-1）代入R1 ，R2和C的值得，f=1Hz。即其輸出頻率為1Hz的矩形波信號(hào)</p><p><b>　　3.2計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)電路由

26、秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器以及星期計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，星期為7進(jìn)制計(jì)數(shù)器。使用74LS160完成該部分的功能。74LS160的引腳圖如下：</p><p>　　74LS160功能表如下：</p><p>　　74LS160功能表功能表中可以知道，

27、當(dāng)清零端CR=“0”，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時(shí)，在CP信號(hào)上升沿作用后，74LS160輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加1。74LS160還有一個(gè)進(jìn)位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2&#

28、183;Q3·CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS160可以組成10進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。</p><p><b>　　秒計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　由兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，左右兩個(gè)七段顯示數(shù)碼管分別顯示秒的十位、個(gè)位，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如下圖所示為60進(jìn)制，非門(mén)出去是由秒到分進(jìn)位信

29、號(hào)，其脈沖是由秒信號(hào)發(fā)生器提供的。當(dāng)達(dá)到59秒后下一秒清零，清零信號(hào)由秒進(jìn)分的進(jìn)位信號(hào)提供。</p><p><b>　　分計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　分和秒的原理和電路圖是一樣的，只不過(guò)進(jìn)位是由分到時(shí)。其脈沖是從校分的電路來(lái)的而已。其原理電路如下圖所示</p><p><b>　　時(shí)計(jì)數(shù)電路</b></p

30、><p>　　由兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160組成的24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，左右兩個(gè)七段顯示數(shù)碼管分別顯示時(shí)的十位、個(gè)位，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如圖所示為24進(jìn)制，非門(mén)出去是由時(shí)到星期進(jìn)位信號(hào)，其脈沖是由分的進(jìn)位信號(hào)提供的。當(dāng)達(dá)到23時(shí)后下一時(shí)清零，清零信號(hào)由時(shí)進(jìn)星期的進(jìn)位信號(hào)提供。</p><p><b>　　星期計(jì)數(shù)電路</b></p><p>

31、;　　由一片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160組成的7進(jìn)制計(jì)數(shù)器，由七段顯示數(shù)碼管顯示星期，數(shù)碼管四輸入的顯示管。其原理電路圖如圖所示為7進(jìn)制，其脈沖是由時(shí)的進(jìn)位信號(hào)提供的。當(dāng)達(dá)到7天后下一脈沖置1。74LS10為3輸入與非門(mén)，其引腳圖如下</p><p><b>　　3．3校時(shí)電路：</b></p><p><b>　?、俜中r(shí)電路</b></p&g

32、t;<p>　　當(dāng)接通電源或計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正，如圖所示電路。當(dāng)不校正開(kāi)關(guān)是向上閉合的，當(dāng)校正時(shí)位時(shí)，拉下開(kāi)關(guān)，然后手動(dòng)脈沖信號(hào)來(lái)校正，每按一下要校正的就增加1，當(dāng)達(dá)到想要的時(shí)就把開(kāi)關(guān)合上，即可完成時(shí)間的校正。其電路原理圖如下：</p><p><b>　?、跁r(shí)校時(shí)電路</b></p><p>　　原理圖和校分一樣的。其原理圖如下：<

33、;/p><p><b>　　③星期校時(shí)電路</b></p><p>　　原理與上同。其原理圖如下：</p><p><b>　　校時(shí)電路</b></p><p><b>　　3.4整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)是從時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)電路中

34、取出頻率信號(hào)即當(dāng)分為59，秒的十位為5的時(shí)候，每2秒出現(xiàn)一次紅燈，一共五次</p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　4．電路的安裝和調(diào)試</p><p><b>　　4．1電路的安裝</b></p><p>　　1.檢查芯片和線的完好；</p><p

35、>　　2．安裝秒信號(hào)發(fā)生器；</p><p>　　3．安裝秒、分、時(shí)、星期等計(jì)數(shù)器；</p><p><b>　　4．安裝數(shù)碼管；</b></p><p><b>　　5．安裝校時(shí)電路；</b></p><p>　　6．安裝整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路；</p><p>　　安裝完成的

36、電路圖如下：</p><p><b>　　4．2電路的調(diào)試</b></p><p>　　先調(diào)試秒信號(hào)發(fā)生器十分產(chǎn)生秒信號(hào)，接著調(diào)試60、60、24、7進(jìn)制計(jì)數(shù)器，再將各計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出作為上一級(jí)的輸入脈沖，調(diào)試其按原理工作，接著調(diào)試校時(shí)電路，觀察當(dāng)校時(shí)時(shí)低位是否影響高位，最后檢查整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，觀察是否在整點(diǎn)報(bào)時(shí)。</p><p><b&g

37、t;　　5．心得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)這次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)我得到了很多收獲和體會(huì)，它讓我明白什么叫磨刀不誤砍柴功，做實(shí)驗(yàn)前一定要先檢查儀器，線，芯片的好壞。在設(shè)計(jì)過(guò)程才知道自己的數(shù)電很一般，特別是我發(fā)現(xiàn)我對(duì)EWB軟件的掌握還不好。 這次課程設(shè)計(jì)我了解了不少器件的功能的應(yīng)用，也加深了對(duì)數(shù)字電路認(rèn)識(shí)和理解</p><p>　　在接線安裝的時(shí)候，我學(xué)會(huì)了要細(xì)心，要有

38、恒心。還有對(duì)芯片的使用我們要熟悉芯片的功能及各引腳的作用。</p><p>　　電路的調(diào)試提高了我們解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中獨(dú)立解決問(wèn)題，也包括怎樣去查找問(wèn)題。</p><p>　　最后我要感謝xx老師在這次課程設(shè)計(jì)中對(duì)我們的指導(dǎo)和幫助，也要感謝同學(xué)們的幫助</p><p><b>　　附錄1</b></p><p&g