數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告,完整版整理

1、一、任務(wù)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘（1）能顯示小時(shí)、分鐘和秒；（2）能進(jìn)行24小時(shí)和12小時(shí)轉(zhuǎn)換;（3）具有小時(shí)和分鐘的校時(shí)功能。、總體設(shè)計(jì)思想1. 基本原理該數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器和校時(shí)電路等六部分組成。振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號(hào)送到分頻器，分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)分成每秒一次的方波秒信號(hào)。秒信號(hào)送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到60秒后向分進(jìn)位，同理計(jì)數(shù)到60分后向小時(shí)進(jìn)位，并將 計(jì)數(shù)的結(jié)果以BCD-七段顯示譯碼器顯示出來(lái)。計(jì)數(shù)選用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS760D,校時(shí)電路通過(guò)選通開(kāi)關(guān)對(duì)“時(shí)”和“分”進(jìn)行校時(shí)。二十四小時(shí)和十二小時(shí)的轉(zhuǎn)換也可以用開(kāi) 關(guān)進(jìn)行選擇。2. 系統(tǒng)框圖“時(shí)”、“分”、

2、“秒”的數(shù)字顯示出來(lái)。整個(gè)過(guò)程中可如圖1：振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信號(hào)送到分頻器，分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)送至計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù) 器通過(guò)譯碼顯示把累計(jì)的結(jié)果以 選擇用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)。圖1系統(tǒng)框圖三、具體設(shè)計(jì)1.總體設(shè)計(jì)電路該數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。振蕩器產(chǎn)生的鐘標(biāo)信 號(hào)送到分頻器，分頻電路將時(shí)標(biāo)信號(hào)分成每秒一次的方波秒信號(hào)。 秒信號(hào)送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行 計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到60秒后向分進(jìn)位，同理分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到60分后向小時(shí)進(jìn)位，并將計(jì)數(shù)的結(jié) 果以BCD-七段顯示譯碼器顯示出來(lái)。計(jì)數(shù)選用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS760D,校時(shí)電路通過(guò) 選通開(kāi)關(guān)對(duì)“時(shí)”和“分”進(jìn)行校時(shí)。二十四小時(shí)和十二小時(shí)的轉(zhuǎn)換可以用

3、開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇。2.模塊設(shè)計(jì)(1) 振蕩器的設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程 度，通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。 石英晶體振蕩器的作用是產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。因此，一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過(guò)分頻得到這一時(shí)間脈沖信號(hào)。電路中采用的是將石英晶體與對(duì)稱式多諧振蕩器中的耦合電容串聯(lián)起來(lái)，就組成了如圖3所示石英晶體多諧振蕩器。-通道A通道3-觸:比例 15 V/Div比例F 5D伸邊Ff位置|o丫位置|o電二Ac| 0aAC 0 Idc J 廣類2時(shí)間軸丁比例 1100 ns/DiX位置 fo 研加載J B閃I礙VGC5V U26C31000Hz :計(jì)pF A

4、50%Key=A：； G4 二宀I-luF HC49/UIS I：U24A- 嚴(yán)+V翅匕SQ4D :U25A 4074LS04P :R5Wv :IRQ：:R6：ikQ :_0時(shí)間道929.346 US5.000 站T1創(chuàng)空T2 土$ t-tT圖3振蕩器電路圖和仿真波形圖(2) 分頻器的設(shè)計(jì)對(duì)于分頻器的設(shè)計(jì)選定74LS90集成芯片。74LS90本身就是一個(gè)2分頻和 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，自身可連成一個(gè)十個(gè)頻的分頻器?？刂贫私拥兀娐愤M(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 片74LS90串接就可將振蕩器的1KHZ轉(zhuǎn)變?yōu)?HZ。分頻電路的仿真圖如下：5分頻的將 3VCC5V UZSTIHC-49闕 4DRe一likQ芒一工-_工一

5、 H * :* :垢點(diǎn)亠宀蘭Fpr II： 囂I專 示SS-KSCl圖4分頻器電路圖和仿真波形圖（3）分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)分計(jì)數(shù)器和秒計(jì)數(shù)器相同都是六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。選用教材中介紹過(guò)的中規(guī)模集成74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。接法是采用置數(shù)法將兩片74LS160進(jìn)行串行進(jìn)位方式的連接。cftlEX尸尸空r?X5? Dtrp ETT MZCSkZ:ILtint EJTT -H二啦 yM-ttJ科苗1 GOBU21A .: 74L 別 onT4TG74LS1GOD圖5秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路圖DCD HEXU311LDCD HEXU10U8X - BJ -.D -9-；C-K0- II.：A u；|_74L

6、S4eITFEIT2GU19A25U1SA - 輕 8 .常 B(4)時(shí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)及安裝圖6分計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路圖時(shí)計(jì)數(shù)器是24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)數(shù)器仍采用兩片中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器 74LS16d 集成芯片的連接仍按串行進(jìn)位方式進(jìn)行。 任務(wù)要求能進(jìn)行二十四進(jìn)制和十二進(jìn)制轉(zhuǎn)換， 所 以利用一個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。31J1Key = Space29UDCD HEXU52 UML站赳QDU20A7dS10D3074SOODU17AAV、* J-J&* *ryrr ZLK74LS160Di3圖7十二進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路圖31JIUG23USDCDCD HEXU12jj.L9 個(gè) DD74LSieOD匡蘭亠s王

7、二A3：5JE-aU20A23圖9譯碼顯示電路圖Key = Spm亡總X330U17AYZt74S00D圖8二十四進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)電路圖(5)譯碼顯示電路譯碼電路的功能是將“秒”“分” “時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行編譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。選用BCD-七段顯示譯碼器顯示可減少譯碼器件的使用 。II5 kbflji-1KD.-EhSBD-W&MLJ-GrTwKi.:zSb-ITJ.L H!S.：F!呂 s S主ca:vcc-11?LIM.T lpP：lLNbin丄 r+-tc-LX -Zih-呂三 H T*:zt富亠A斗一-, r IE-Lil(6)校時(shí)電路當(dāng)時(shí)鐘指示不準(zhǔn)或停擺時(shí)，就需要校準(zhǔn)時(shí)間。如圖

8、，分計(jì)時(shí)器的校時(shí)電路由5個(gè)與非門(mén)構(gòu)成，其中U4和U5構(gòu)成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的RS觸發(fā)器。U2的另一端接入秒的進(jìn)位信號(hào),U3的另一端接入秒信號(hào)也就是時(shí)標(biāo)信號(hào)。當(dāng)S1接高電位，S2接地時(shí)，U4輸出低電位,圖11仿真結(jié)果電路圖秒的進(jìn)位信號(hào)有校，電路正常工作。當(dāng)S1接地S2接電源時(shí)U5輸出低電位，秒信號(hào)有效,分的計(jì)數(shù)器進(jìn)入快速計(jì)時(shí)狀態(tài)，此時(shí)校分。時(shí)計(jì)時(shí)器的校時(shí)同分計(jì)時(shí)器的校時(shí)相同，如下圖所示。3. 仿真及仿真結(jié)果分析1KGU-EIIdL32：:2-.uari-iHZ斗一匚-TMjiu三晳 AU ST4M-=!CCSTixIxM-LT圭UlU-IMKO_h13.欣 ；EZn 7*_I500fr= +BtSt.

9、丄? = E：J：vccCVLjea Ipa:rI 出i祖.S- = Eh :-HA-I ZUH-UhmJkiiPI-ihft電路運(yùn)行后秒顯示器開(kāi)始計(jì)時(shí)，滿1_E!円60秒后進(jìn)位至分,滿60分后進(jìn)位至?xí)r，通過(guò)開(kāi)關(guān)可以進(jìn)行二十四進(jìn)制和十二進(jìn)制的時(shí)鐘顯示轉(zhuǎn)換,選通校時(shí)電路時(shí)可以通過(guò)開(kāi)關(guān)分別對(duì)分和秒校時(shí)，因此仿真成功。四、結(jié)論在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中， 更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原 理和其具體的使用方法，也在運(yùn)用 Protel 軟件的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了對(duì) Multisim10 的使用。使 我對(duì)已學(xué)過(guò)的電路、 數(shù)電、模電等電子技術(shù)的知識(shí)有了更深一步的了解， 鍛煉和培養(yǎng)了自 己利用已學(xué)知識(shí)

10、來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)自己以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。剛開(kāi)始做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候感覺(jué)自己什么都不知道怎么下手，腦子里比較浮躁和零亂。 但通過(guò)一段時(shí)間的努力， 通過(guò)重溫?cái)?shù)電， 模電等電子技術(shù)的書(shū)籍， 還有通過(guò)查看相關(guān)的設(shè) 計(jì)技術(shù)以及一些參考文獻(xiàn)， 在老師的指導(dǎo)和周圍同學(xué)的幫助下， 使我對(duì)自己的設(shè)計(jì)大致上 有了一個(gè)思路，再通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊的分別設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出來(lái)這個(gè)電子鐘。通過(guò)不斷的查閱期刊雜志和從網(wǎng)絡(luò)上搜集資料， 這次設(shè)計(jì)更讓我熟悉了一些常用集成 邏輯電路和其相應(yīng)芯片的使用。 這個(gè)課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)了我好多知識(shí)都不熟悉甚至有的東西 我根本就不知道， 這讓我感到了要學(xué)習(xí)的東西還有很多很多。 因此我認(rèn)為作為電子信息工 程專業(yè)的學(xué)生， 我們不僅要從基本的電路設(shè)計(jì)學(xué)起， 不斷了解專業(yè)前沿的知識(shí)， 利用各種 資源來(lái)豐富充實(shí)自己的專業(yè)知識(shí)，還要有遇到困