數(shù)電課程設(shè)計(jì)-電子數(shù)字鐘

1、 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目：數(shù)字電子鐘 班 級(jí): 2016年 12月26日 目錄 1、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求*第3頁2、元器件清單及主要器件介紹*第4頁3、原理設(shè)計(jì)和功能描述*第7頁4、數(shù)字電子鐘的實(shí)現(xiàn)*第10頁5、總結(jié)與心得體會(huì)*第11頁 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.1 數(shù)字鐘簡(jiǎn)介 20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高、產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钊沼闷?。廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們

2、的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。本次設(shè)計(jì)就用數(shù)字集成電路和一些簡(jiǎn)單的邏輯門電路來設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式電子鐘，使其完成時(shí)間及星期的顯示功能。多功能數(shù)字鐘采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。具有時(shí)間顯示、走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。 1.2 設(shè)計(jì)要求 1. 設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示，且有校時(shí)功能的電子鐘。 2. 整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在59分59秒時(shí)輸出信號(hào)，音頻持續(xù)1s，在結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。 元器件清單及主要器件介紹2.1 元器件清單（1）74LS00（ 1片）（2）74LS20（1片）（3）74LS161（6片

3、）（4）共陽七段數(shù)碼顯示器（6片）（5）74LS248（6片）（6）555 (1片)（7）開關(guān) (3片)（8）電阻、晶振、電容、導(dǎo)線、錫絲等（若干）2.2 主要元器件引腳排列及邏輯功能1. 共陽七段顯示器發(fā)光二極管（在圖中以dp表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號(hào)。LED數(shù)碼管中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： （1）共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。實(shí)驗(yàn)中使用的LED顯示器為共陰極接法 （2）共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)

4、成公共陽極。使用時(shí)公共陽極接5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。 注： 課設(shè)中使用的是共陽極數(shù)碼管。2. 74LS161芯片介紹74LS161是十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異步清除）。其管腳圖及邏輯功能引腳圖：Qcc進(jìn)位輸出端 CR 清零 Q1-Q3 輸出端 CP 脈沖 D0-D3 數(shù)據(jù)輸入3. 譯碼器（74LS247） 74LS247各引腳功能說明如下圖：6 、2、1、7腳為譯碼輸入（即編碼輸出）；915為譯碼輸出；8、16腳為電源正負(fù)極。74LS247譯碼器功能表原理設(shè)計(jì)和功能描述 3.1數(shù)字計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)思想要想構(gòu)成數(shù)字鐘，首先應(yīng)選擇一個(gè)脈沖源能自動(dòng)地產(chǎn)生穩(wěn)定

5、的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖信號(hào)。而脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)地頻率較高，因此，需要進(jìn)行分頻，使得高頻脈沖信號(hào)變成適合于計(jì)時(shí)的低頻脈沖信號(hào)，即“秒脈沖信號(hào)”（頻率為1Hz）。經(jīng)過分頻器輸出的秒脈沖信號(hào)到計(jì)數(shù)器中進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于計(jì)時(shí)的規(guī)律是：60秒=1分，60分=1小時(shí)，24小時(shí)=1天，就需要分別設(shè)計(jì)60進(jìn)制，24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)經(jīng)譯碼器、驅(qū)動(dòng)器到數(shù)字顯示器，是“時(shí)”、“分”、“秒”得以數(shù)字顯示出來。3.2數(shù)字電子鐘總體框架圖（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

6、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，選用一片555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。（2）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“0102032223000102”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，它是由一片555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 。（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

7、器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。74LS247譯碼器對(duì)應(yīng)的顯示器是共陽極顯示器。3.2 數(shù)字電子鐘原理圖3.5PCB圖3.5數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試由圖3-1中所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號(hào)的流向分級(jí)安裝，逐級(jí)級(jí)聯(lián)。這里的每一級(jí)是指組成數(shù)字中的各個(gè)功能電路。級(jí)聯(lián)時(shí)如果出現(xiàn)時(shí)序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級(jí)邏輯門來延時(shí)。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01F的小電容相并聯(lián)。數(shù)字電子鐘的實(shí)現(xiàn) PCB板正面PCB板背面 總結(jié)與心得體會(huì) 此次課程設(shè)計(jì)，我們?nèi)齻€(gè)人分工合作，努力把課程設(shè)計(jì)做好，在完成數(shù)字時(shí)鐘的基本功能的前提下，不斷完善它的外觀、課程設(shè)計(jì)的費(fèi)用等其他外部問題。堅(jiān)持做好課程設(shè)計(jì)的每一步。剛開始的PCB的制作是由楊宜諺負(fù)責(zé)具體實(shí)施部分，萬梓杰負(fù)責(zé)的是各種器件的購買，我則負(fù)責(zé)報(bào)告的撰寫。每個(gè)人都有相應(yīng)的任務(wù)，負(fù)責(zé)的部分都需要付出巨大的努力才能得到相應(yīng)的收獲。在此我們明白了團(tuán)結(jié)合作的重要性。具體的實(shí)施過程中我們也遇到了許多的困難。剛開始的PCB制作，我們多次嘗試未果，總是出現(xiàn)各種問題，在實(shí)驗(yàn)室學(xué)長(zhǎng)同學(xué)等的幫助下，我們最終弄出來了。在實(shí)際制作板子的過程中我們也遇到了