數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)成果說明書</b></p><p>　　題 目： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　多功能數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)用數(shù)字顯示

2、時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置。主要由計(jì)時(shí)器、譯碼顯示、開關(guān)電路、清零電路、校時(shí)電路及整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路幾部分構(gòu)成。具有時(shí)間顯示、校時(shí)校分及整點(diǎn)報(bào)時(shí)等擴(kuò)展功能并且具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)深受人們喜愛。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

3、。。。5</p><p>　　2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

4、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2.1時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　2.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8</p><p>　　2.2.3校時(shí)電路的設(shè)

5、計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9</p><p>　　2.2.4譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9</p><p>　　2.2.5開關(guān)電路的設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p>&l

6、t;p>　　2.2.6清零開關(guān)的設(shè)計(jì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10</p><p>　　2.2.7字鐘的整體電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11</p><p>　　2.2.8心得與體會(huì)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

7、。。。。。。。。。。。。12</p><p>　　2.2.9參考資料。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12</p><p><b>　　1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電子鐘</p><p><b>　　【1】基本內(nèi)

8、容</b></p><p>　?。?）能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)功能，分別由6個(gè)數(shù)碼管顯示24小時(shí)、60分鐘、60秒鐘的計(jì)數(shù)。</p><p>　?。?）具有清零功能。</p><p>　?。?）具有開、關(guān)功能。</p><p><b>　　【2】發(fā)揮部分</b></p><p>　

9、?。?）能實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”“校分”功能：當(dāng)按下“SA”“校時(shí)”鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器迅速遞增，并按24小時(shí)循環(huán)，計(jì)滿23小時(shí)后返回00；按下“SB”“校分”鍵時(shí)，計(jì)分器迅速遞增，按60分鐘循環(huán)，計(jì)滿59分鐘后返回00；但不向“時(shí)”進(jìn)位。</p><p>　?。?）能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)：當(dāng)計(jì)時(shí)到達(dá)59分50秒后，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”信號(hào)（其聲音頻率為500HZ），連續(xù)5次到達(dá)整點(diǎn)，發(fā)出一次高音“嘀”信號(hào)（其聲音頻率為1000H

10、Z）</p><p>　　2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　2.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)用到的是74HC160同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的工作要求是要有CP來才有可能狀態(tài)

11、發(fā)生改變，如果沒有CP來，則將繼續(xù)保持前一狀態(tài)。 當(dāng)復(fù)位端CLR’=0時(shí)，輸出Q3Q2Q1Q0全為零，實(shí)現(xiàn)異步清零功能（又稱復(fù)位功能）；當(dāng)CLR’=1時(shí)，預(yù)置控制端LD’=0，并且CLK=CLK↑時(shí)，Q3Q2Q1Q0= D3D2D1D0，實(shí)現(xiàn)同步預(yù)置數(shù)功能；當(dāng)CLR’=LD’=1且ENP*ENT=0時(shí)，輸出Q3Q2Q1Q0保持不變；當(dāng)CLR’=LD’=ENP=ENT=1, CLK=CLK↑時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。</p><p&

12、gt;　　數(shù)字鐘最基本的功能就是計(jì)時(shí)，所以計(jì)時(shí)模塊也就成為本次實(shí)驗(yàn)中最基本的模塊之一，通過兩個(gè)模60計(jì)數(shù)器和一個(gè)24模計(jì)數(shù)器三者級(jí)聯(lián)構(gòu)成的模塊能夠?qū)r(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，</p><p>　?。?）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　1Hz的脈沖信號(hào)，首先送到“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加，秒計(jì)數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)的秒數(shù)目的累加，并達(dá)到59秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)向分鐘的進(jìn)位信號(hào)。因此，可以選用兩片

13、74HC160集成芯片組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。其中，”秒”個(gè)位為十進(jìn)制，“秒十位為六進(jìn)制?！?lt;/p><p><b>　　電路如下：</b></p><p><b>　　60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　由圖可知，秒信號(hào)從CLK端輸人進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)，滿十輸進(jìn)位信號(hào)，即U24中的Q３Q２Q１Q０＝１００１時(shí)計(jì)數(shù)器清零

14、，同時(shí)輸出進(jìn)位信號(hào)，此信號(hào)用于控制秒十位計(jì)數(shù)器的記數(shù)。秒十位計(jì)數(shù)器為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)U23中的Q3Q2Q1Q0=0101時(shí)計(jì)數(shù)器清零，從而構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，同時(shí)輸出向“分”計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)。</p><p>　　分計(jì)數(shù)器的組成電路與秒計(jì)數(shù)器的組成電路完全相同，不過進(jìn)入CP的脈沖信號(hào)為秒十位進(jìn)位信號(hào)輸入的信號(hào)。</p><p>　　（2）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p&g

15、t;　　數(shù)字鐘采用24小時(shí)計(jì)時(shí)法，因此在“時(shí)”計(jì)數(shù)上采用二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由“分”十位進(jìn)位的脈沖信號(hào)，首先送到“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器，“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器由74HC160集成芯片構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)信號(hào)滿十向十位進(jìn)位，“時(shí)”十位也是用74HC160芯片構(gòu)成3進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　由下圖可知，來自“分”十位的進(jìn)位信號(hào)進(jìn)入“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器滿十清零，即當(dāng)U20的Q3Q2Q1Q0=1001時(shí)，同時(shí)向“時(shí)”十位計(jì)

16、數(shù)器送入脈沖信號(hào)。當(dāng)U20中的Q3Q2Q1Q0=00119中的Q3Q2Q1Q0=0010時(shí)，計(jì)數(shù)器U19、U20同時(shí)清零，即完成24進(jìn)制計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　2.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　一般時(shí)鐘都應(yīng)具備整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路功能,即在時(shí)間出現(xiàn)整點(diǎn)前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí),

17、以示提醒。根據(jù)要求,電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí),即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí),報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。 </p><p>　　由下圖可知，本來設(shè)計(jì)低聲開始響是在59分51秒，故此51秒、53秒、55秒、57秒發(fā)出低聲，最后在59秒時(shí)高聲開始。高聲接入1000Hz的高頻信號(hào)，低聲接入500Hz的低頻信號(hào)給以控制。</p><p><b>　　電路如下：<

18、/b></p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　2.2.3校時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　分位的進(jìn)位信號(hào)與秒位的清零信號(hào)是同一個(gè)信號(hào)，如不在這之間加一個(gè)二極管，分調(diào)時(shí)信號(hào)會(huì)使秒位的十位清零，影響秒位的時(shí)間。當(dāng)加一個(gè)如圖所示的二極管時(shí)，由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得秒位清零信?hào)的高電平不會(huì)受到調(diào)時(shí)分位時(shí)產(chǎn)生的

19、低電平的影響。從而解決了調(diào)時(shí)高位時(shí)會(huì)影響低位時(shí)間的問題。時(shí)位調(diào)時(shí)與分位調(diào)時(shí)情況一樣，解決方法也相同在此就不再重復(fù)</p><p><b>　　電路如下：</b></p><p><b>　　校時(shí)電路</b></p><p>　　2.2.4譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　譯碼是把給定的代碼

20、進(jìn)行翻譯，將時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器輸出的四位二進(jìn)制代碼翻譯為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，并通過LED顯示器顯示，通常LED顯示器與譯碼器是配套使用的，實(shí)驗(yàn)中選用的七段譯碼驅(qū)動(dòng)器（74HC4511）和數(shù)碼管采用共陰極接法。電路如下：</p><p>　　2.2.5開關(guān)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　該電路的設(shè)計(jì)主要是基于設(shè)計(jì)的基本要求，開關(guān)電路主要是當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路能進(jìn)行正常計(jì)時(shí)；當(dāng)開關(guān)斷開，電路停止工作，

21、即停止計(jì)時(shí)。</p><p><b>　　其電路圖如下：</b></p><p>　　2.2.6清零開關(guān)的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)開關(guān)接通后，MR端呈現(xiàn)低電平，即電路立即清零；下圖是時(shí)、分、秒清零電路</p><p>　　2.2.7數(shù)鐘的整體電路</p><p>　　2.2.8心得與體會(huì) &l

22、t;/p><p>　　經(jīng)過這幾天的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)很多，也知道了我也有很多的不足。不過我也沒有氣餒，花費(fèi)了比較多的時(shí)間查閱資料，用心向同學(xué)請(qǐng)教。有時(shí)候設(shè)計(jì)一個(gè)電路會(huì)時(shí)常發(fā)生錯(cuò)誤，也有惱火過，但是只要堅(jiān)持，就能勝利。還有就是要虛心向別人學(xué)習(xí)，多問多看書才是王道。</p><p><b>　　2.2.9參考資料</b></p><p>　　http:/

23、/www.docin.com/p-234417805.html</p><p>　　http://wenku.baidu.com/view/066222d5195f312b3169a587.html</p><p>　　http://wenku.baidu.com/view/f2154450be23482fb4da4cd2.html</p><p>　　康華光.電子