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、課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書(shū)題 目： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：王煒翀 學(xué) 號(hào)： 111311124學(xué) 院： 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 班 級(jí)： C11電信 指導(dǎo)教師： 馮燕爾 浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表20 1220 13學(xué)年 第 2 學(xué)期學(xué)院 東海科學(xué)技術(shù)學(xué)院 班級(jí) C11電信 專業(yè) 電子信息工程學(xué)生姓名(學(xué) 號(hào))王煒翀（111311124）課程設(shè)計(jì)名 稱電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師簽名：年 月 日答辯評(píng)語(yǔ)及成績(jī)答辯小組教師簽名：年 月 日浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)20122013學(xué)年 第2學(xué)期學(xué)院 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 班級(jí) C11電信 專業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名(學(xué)

2、號(hào))王煒翀111311124課程名稱電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)完成期限自20 13年3月8日至 2013年3月28日 共 2 周設(shè)計(jì)依據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)課程的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室提供必要的設(shè)備，可以進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容1、基本要求（1）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)。（2）具有清零功能。（3）具有開(kāi)、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

3、返回00；但不向“時(shí)”進(jìn)位。（2）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) 參考資料1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分.高等教育出版社.2proteus使用指南指導(dǎo)教師簽字馮燕爾日期學(xué)生課程設(shè)計(jì)日志周次日 期工 作 內(nèi) 容第4、5周3.18學(xué)會(huì)用proteus軟件，將多功能時(shí)鐘電路的計(jì)數(shù)部分和數(shù)碼顯示電路連接完成，且通過(guò)仿真。3.19將多功能時(shí)鐘電路的計(jì)數(shù)部分和數(shù)碼顯示電路連接完成，且通過(guò)仿真。3.20連接了整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，在起初的仿真時(shí)，每點(diǎn)報(bào)時(shí)的聲音強(qiáng)度相同。經(jīng)檢

4、查幾遍，發(fā)現(xiàn)所有報(bào)時(shí)點(diǎn)的頻率全相同；經(jīng)改變最后一點(diǎn)報(bào)時(shí)的頻率后，通過(guò)仿真。3.21連接清零電路，并通過(guò)仿真。3.22連接了校時(shí)電路，在連接校時(shí)電路時(shí)沒(méi)有考慮到當(dāng)校分時(shí)它不能進(jìn)位，導(dǎo)致在仿真時(shí)分鐘會(huì)進(jìn)位3.23連接了開(kāi)關(guān)電路，順利通過(guò)仿真。3.24時(shí)不時(shí)把自己完成的時(shí)鐘電路仿真，看其是否符合所有要求。3.26將電路的部分連線去掉，用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.27寫(xiě)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3.28答辯摘要多功能數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)用數(shù)字顯示時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置。主要由計(jì)時(shí)器、譯碼顯示、開(kāi)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)

5、點(diǎn)深受人們喜愛(ài)。目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)。52數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。62.1設(shè)計(jì)原理。62.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)。62.2.1時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)。62.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)。82.2.3校時(shí)電路的設(shè)計(jì)。92.2.4譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)。92.2.5開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)。102.2.6清零開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)。102.2.7字鐘的整體電路。112.2.8心得與體會(huì)。122.2.9參考資料。121設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電子鐘【1】基本內(nèi)容（1）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)。（2）具有清零功能。（3）具有開(kāi)、關(guān)功能?！?】發(fā)揮部分（1）能實(shí)現(xiàn)“校時(shí)”“校分”

6、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。（2）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）2數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原理2.2數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)2.2.1時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)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(lái)才有可能狀態(tài)發(fā)生改變，如果沒(méi)有CP來(lái)，則將繼續(xù)保持前一狀態(tài)。 當(dāng)復(fù)位端CLR

7、=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)。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(guò)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，（1）六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器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

8、，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。”電路如下：60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路由圖可知，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QQQQ時(shí)計(jì)數(shù)器清零，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)。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(guò)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)。 （2）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)字鐘采用24小時(shí)計(jì)

9、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。由下圖可知，來(lái)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)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)。24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路2.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì) 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)

10、整點(diǎn)前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí),以示提醒。根據(jù)要求,電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開(kāi)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)。 由下圖可知，本來(lái)設(shè)計(jì)低聲開(kāi)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(kāi)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。電路如下：整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路2.2.3校時(shí)電路的設(shè)計(jì) 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

11、時(shí)產(chǎn)生的低電平的影響。從而解決了調(diào)時(shí)高位時(shí)會(huì)影響低位時(shí)間的問(wèn)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)電路如下：校時(shí)電路2.2.4譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)譯碼是把給定的代碼進(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(guò)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：2.2.5開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)該電路的設(shè)計(jì)主要是基于設(shè)計(jì)的基本要求，開(kāi)關(guān)電路主要是當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路能進(jìn)行正常計(jì)時(shí)；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電路停止工作，即停止計(jì)時(shí)。其電路圖如下：2.2.6清零開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)當(dāng)開(kāi)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2.2.7數(shù)鐘的整體電路2.2.8心得與體會(huì) 經(jīng)過(guò)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(guò)我也沒(méi)有氣餒，花費(fèi)了比較多的時(shí)間