多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)報(bào)告

1、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告1 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)報(bào)告目錄1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?22實(shí)驗(yàn)題目描述和要求 2 3設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容 2 3.1 實(shí)驗(yàn)名稱 2 3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2 3.3 實(shí)驗(yàn)器材及主要器件 2 3.4 數(shù)字鐘基本原理和電路設(shè)計(jì)3 3.5 數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇 3-8 3.6 數(shù)字電子鐘電路圖 9 3.7 數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試 9 4實(shí)驗(yàn)結(jié)論 9 5實(shí)驗(yàn)心得 10 參考文獻(xiàn) 10數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告2 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆战M合邏輯電路、 時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法；進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力；提高電路布局布線及檢查和排除故障

2、的能力；培養(yǎng)書寫綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。2. 實(shí)驗(yàn)題目描述和要求1、基本要求（1）能進(jìn)行正常的時(shí)， 分，秒計(jì)時(shí)的功能， 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)顯示。（2） 、具有清零功能。（3） 、具有開、關(guān)功能。2、發(fā)揮部分（1）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，并按60 分鐘循環(huán)，計(jì)滿59 分鐘后返回 00；但不向“時(shí)”進(jìn)位。（2）能利用揚(yáng)聲器做整點(diǎn)報(bào)時(shí)：整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí)。（參考：在離整點(diǎn)10s 內(nèi)，便自動(dòng)發(fā)出鳴叫聲，步長(zhǎng)1s，每

3、隔 1s 鳴叫一次，前四響是低音，最后一響為高音，最后一響結(jié)束為整點(diǎn)，報(bào)時(shí)頻率可定為1khz 。 ）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 1000hz) 3、對(duì)電路進(jìn)行邏輯功能仿真。3設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容3.1 實(shí)驗(yàn)名稱 : 數(shù)字電子鐘3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法；熟悉集成電路的使用方法。3.3 實(shí)驗(yàn)器材及主要器件（1）74ls160 74ls48（ 6 片）（2） 施密特觸發(fā)器（ 2 片）（3）74ls2o （3片）（4）74ls04

4、 (2 片）（5）七段顯示器（ 6 片） (6) 電阻、電容、導(dǎo)線等（若干）數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告3 3.4 數(shù)字鐘的基本原理及電路設(shè)計(jì)一個(gè)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)、報(bào)時(shí)、顯示等基本功能的數(shù)字鐘主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路等七部分組成。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)， 計(jì)數(shù)結(jié)果通過“時(shí)” 、 “分” 、 “秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時(shí)間。數(shù)字鐘的整機(jī)邏輯框圖如下：1秒秒顯示分顯示時(shí)顯示60進(jìn)制計(jì)數(shù)器60進(jìn)制計(jì)數(shù)器24進(jìn)制計(jì)數(shù)器校時(shí)時(shí)鐘校分按鈕校時(shí)按鈕比較器報(bào)時(shí)多功能時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)框圖3.5 數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選

5、擇（一）計(jì)數(shù)器秒脈沖信號(hào)經(jīng)過 6 級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位、“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為六十進(jìn)制，小時(shí)為二十四進(jìn)制。（1）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)由分頻器來的秒脈沖信號(hào)，首先送到“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，秒計(jì)數(shù)器數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告4 應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60 秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，所以，選用兩片 cc40192 和一片 cc4011 組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，來實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其中， “秒”十位是六進(jìn)制， “秒”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-4-3-1所示。slc0a4b1b2a3a2a1clkclkmrpowpowslc0zs0a1a2a3a4zs0jw

6、0mrpowd03q014d14q113d25q212d36q311rco15enp7ent10clk2load9mr1u174ls160d03q014d14q113d25q212d36q311rco15enp7ent10clk2load9mr1u274ls160a7qa13b1qb12c2qc11d6qd10bi/rbo4qe9rbi5qf15lt3qg14u474ls48a7qa13b1qb12c2qc11d6qd10bi/rbo4qe9rbi5qf15lt3qg14u574ls4812456u26:a74ls2034u20:b74ls04圖 3-4-3-1 所示（60 進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）（2

7、）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)“12 翻 1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照 “010203 2223000102”規(guī)律計(jì)數(shù)的， 這與日常生活中的計(jì)時(shí)規(guī)律相同。在此實(shí)驗(yàn)中，它是由兩片cc40192 和一片 cc4011 構(gòu)造成的同步二十四計(jì)數(shù)器，利用異步清零端實(shí)現(xiàn)起從2300 的翻轉(zhuǎn)，其中“ 24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時(shí)”十位是 3 進(jìn)制， “時(shí)”個(gè)位是十進(jìn)制。如圖3-4-3-2所示. 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告5 en1slc2a9a10 b5b6a11mrzs2a11a9a10slc2mrzs2zs2sw1sw1d03q014d14q113d25q212d36q311rco15enp7ent10clk2load9mr1

8、u374ls160d03q014d14q113d25q212d36q311rco15enp7ent10clk2load9mr1u2174ls160a7qa13b1qb12c2qc11d6qd10bi/rbo4qe9rbi5qf15lt3qg14u2274ls48a7qa13b1qb12c2qc11d6qd10bi/rbo4qe9rbi5qf15lt3qg14u2374ls48gnd91012138u10:b74ls20gndgnd圖 3-4-3-2所示（24 進(jìn)制計(jì)數(shù)構(gòu)造）（二）顯示器本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種： 共陽極顯示器或共陰極顯示器。74ls48譯碼器對(duì)

9、應(yīng)的顯示器是共陰極顯示器。（三）校時(shí)電路當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間。校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”“分”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計(jì)時(shí)和校對(duì)位置。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“時(shí)”“分”的校對(duì)。對(duì)校時(shí)的要求是， 在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告6 sw1en1clkclk2jw1powsw0en0clkclk2jw0powsasw-dpdt -momsbsw-dpdt -mom（四）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路能進(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

10、號(hào)(其聲音頻率為 1000hz) a5a6a7a8powgndb2b1gnda1a2gnda4a312456u12:a74ls21456u13:b74ls08x04x13x22x31x415x514x613x712a11b10c9e7y5y6u1774hc1513456u15:b74ls11ls2sounder123u13:a74ls08u13:a(b)9108u13:c74ls0812u14:a74hc144. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論通過運(yùn)用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的24 小時(shí)制的數(shù)字電子時(shí)鐘，經(jīng)過試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了一下基本功能：1. 能進(jìn)行正常的時(shí)，分，秒計(jì)時(shí)的功能，分別由6 個(gè)數(shù)碼管顯示 24 小時(shí)、 60 分

11、鐘、60 秒鐘的計(jì)數(shù)顯示。2. 具有清零功能。3. 具有開、關(guān)功能。4. 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，并按 60 分鐘循環(huán)，計(jì)滿 59 分鐘后返回 00；但不向“時(shí)”進(jìn)位。5. 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)(其數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)報(bào)告7 聲音頻率為 1000hz) 5.設(shè)計(jì)過程中的問題及解決方法1.在設(shè)計(jì)過程中的第一個(gè)問題就是進(jìn)位的問題，剛開始的時(shí)候，由于不了解160 這塊芯片，不知道哪端是進(jìn)位端，從而花了很多時(shí)間了解這塊芯片。從書上，網(wǎng)上查閱資料得以了解。2.在選擇進(jìn)位與置數(shù)的芯片時(shí)，剛開始錯(cuò)誤地選擇了7421，沒考慮 160這塊芯片。 解決方法是把 7421 換成 7420，再加上一個(gè)非門，構(gòu)成電路。6.實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過這次數(shù)字電子鐘的