數(shù)電模電數(shù)字時鐘設計#僅供借鑒

1、揚州大學能源電力工程學院本科課程設計標題：數(shù)字時鐘設計課程：基于數(shù)字電子技術專業(yè)化：電氣工程和自動化類別：電氣8888類別學習編號：11172345聲明：蒂莫上尉指導教師：年* *江* *完成日期：2013年6月14日槍枝第一部分：任命書第二部分：課程設計報告第三部分：設計圖面第一部分林林蘿卜書數(shù)字電子技術基礎課程設計任務書一、課程設計的目的本課程是學習數(shù)字電子技術基礎，數(shù)字電子技術實驗后一周集中完成以下目的的復雜綜合設計課題的實踐環(huán)節(jié)。1.讓學生進一步掌握數(shù)字電子技術的理論知識，綜合分析學生的工程設計能力和問題，培養(yǎng)解決問題的能力。2.以使學生主要利用電子電路的一般設計方法提高電子電路的設計

2、和實驗能力。3.熟悉和掌握電子元器件的選擇，為今后從事生產(chǎn)和科學研究打下了一定的基礎。二、課程設計要求1.設計時必須綜合考慮實用、經(jīng)濟、性能指標要求。必須獨立完成設計問題。合理選擇成分；按時完成設計工作，提交設計報告。三、課程設計日程1、程序設計；(半天)根據(jù)設計任務書中規(guī)定的技術指導和條件，進行調查研究、參考文獻審查、反復比較和可行性論證、程序電路確定、周電路繪制、數(shù)據(jù)通道、輸入、輸出和重要控制信號示意圖。2、電路設計： (一天)根據(jù)場景設計方塊圖，并繪制詳細的邏輯圖3、組合圖面設計： (半天)電路建置的特定組合圖面(即零件數(shù)、接腳號碼和裝置配置的實際位置)將根據(jù)指定的元件進行邏輯設計。還附

3、帶了必要的文本說明。4、電路制作： (兩天)對選定的設計，按裝配圖裝配，調試實驗。5、摘要評價： (一天)評估原型是否全面達到當前確定的技術指標，長期穩(wěn)定運行，并制定設計摘要。四、設計主題和內(nèi)容1，標題：數(shù)字時鐘回路2、內(nèi)容：(1)帶有“時間”和“分鐘”的數(shù)字顯示時鐘；(2)“秒”只照亮“小時”和“分鐘”之間的“:”間隙，而不是數(shù)字；(3)學校分類和學校時間功能；(4)具有準時時間功能(59分50秒間隔時間開始)。五、設計要求1、中小型集成電路所需電路設計；2、安裝在實驗箱中，調試設計電路；3、部分主題需要可編程邏輯單元(FPGA/CPLD)的設計和實施；4、在EDA編程實驗系統(tǒng)中完成硬件系統(tǒng)

4、的功能仿真；5、設計、調試、總結報告。六、設備和設備1、組件LED全音數(shù)字管BS207四塊BCD 7段解碼器74LS48四塊十進制計數(shù)器74LS16012部電影4 2輸入和非文字74LS00三塊雙4輸入和非文字74LS20一塊6變頻器74LS04一塊雙上升d觸發(fā)器74LS74一塊修改4MHz1個發(fā)光二極管兩只開關K1，K2兩只電阻千歐五只電容器0.01微方法一只電容器10皮法一只2、工具電線、鑷子、剪刀、打火機等。七、使用設備1.YDNDI數(shù)字電子集成設計實驗系統(tǒng)；安裝了Multisim軟件的PC；3.面包板等。八、參考文獻1、數(shù)字電子技術基礎教材；2、電子技術課程設計指南；3、集成電路特性應

5、用指南；4、EDA技術使用教程；5、其他。Ix。設計摘要報告的主要內(nèi)容1、任務和要求；2、程序特性；3、組件和工作原理(應與方塊圖一起填寫)；4、單元電路設計和調試；5、一般邏輯圖；6、總裝配圖；7、實驗仿真結果；8、實驗結果分析(繪制測量精度和誤差分析所需波形)；9、調試故障排除；10、改進意見和收獲經(jīng)驗。第二部分上課成設定計策報紙?zhí)K列表1設計工作和要求82全系統(tǒng)設計92.1整體設計92.2計劃特征93控制電路設計103.1控制電路工作原理103.2計算參數(shù)103.3選擇設備104振蕩電路設計114.1振蕩電路工作原理114.2計算參數(shù)114.3選擇設備115系數(shù)電路設計125.1系數(shù)電路工

6、作原理125.2計算參數(shù)135.3選擇設備136解碼顯示電路設計146.1解碼顯示電路工作原理146.2計算參數(shù)146.3選擇設備147系統(tǒng)范圍的電路設計157.1系統(tǒng)范圍電路157.2電路描述158電路調試168.1振蕩電路調試和實驗結果分析168.2系數(shù)電路調試和實驗結果分析168.3解碼顯示電路調試和實驗結果分析168.4控制電路調試和實驗結果分析168.5系統(tǒng)協(xié)同調整和實驗結果分析169改善意見和收獲經(jīng)驗1810設備詳細信息列表19應試文章201設計工作和要求設計需要以下功能的數(shù)字時鐘電路：1，帶有“小時”和“分鐘”的數(shù)字顯示時鐘。2，“秒”僅使“小時”和“分鐘”之間的“:”間隔發(fā)光，

7、而不是使數(shù)字發(fā)光。3、學校分數(shù)和學校時間功能；4、完整時間功能(59分50秒間隔時間開始)。2全系統(tǒng)設計2.1整體設計數(shù)字手表是T=1s的計時設備。由晶體振蕩器、分頻器、數(shù)字、解碼器、顯示器和學校時間電路組成。晶體振蕩器產(chǎn)生的信號通過分頻器產(chǎn)生秒脈沖，發(fā)送到計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結果通過解碼器解碼和輸出。數(shù)字電子表的完整方塊圖如下圖所示。2.2計劃功能通過我們團隊的仔細分析和深入調查，我們發(fā)現(xiàn)這個電路主要實現(xiàn)以下三個功能：1，全時間功能：由于設備的原因，有發(fā)光二極管代替蜂鳴器。2，12小時計時功能：小時，分鐘用4個7段數(shù)碼管表示，秒用小數(shù)點表示。3、學校時間校準功能：通過兩個開關3控制電路設計3.1

8、控制電路工作原理圖3.1.1是各小組設計的學校時間、學校時間電路的結構圖，使用前必須實施學校時間、學校分分。圖3.1.1學校劃分，學校時間電路以學校時間電路為例，工作原理如下：通過單劍雙擲開關J1將校時脈沖作為時鐘計數(shù)器的輸入信號，在校時結束后通過撥號開關將低比特(分鐘計數(shù)器)的進位信號作為輸入信號連接到時鐘計數(shù)器的輸入部，正常工作。交變脈沖，多級分布器產(chǎn)生的超脈沖或手動觸發(fā)計數(shù)器。3.2參數(shù)計算參數(shù)是夾具參數(shù)，比較數(shù)據(jù)程序集。3.3選擇設備2個短劍雙擲開關，4個74LS160N4振蕩電路設計4.1振蕩電路工作原理晶體振蕩器是構成數(shù)字時鐘的核心，時鐘的移動時間準確可靠。石英振蕩振蕩器的特點是振

9、蕩頻率正確，電路結構簡單，頻率容易調整。此外，在晶體的特定方向添加電場會在垂直于它的方向產(chǎn)生機械振動，如果有機械振動，則在該垂直面產(chǎn)生電場，因此機械振動和電場相互影響，這個循環(huán)過程達到最終穩(wěn)定，直到晶體的機械強度限制，這種壓電諧振的頻率是晶體振蕩器的固有頻率。圖4.1.1將修正和對稱雙支撐器的組合電容串聯(lián)起來，構成所需的修正多雙支撐器。圖4.1.1通常，石英晶體多諧振蕩器需要對振蕩器的輸出信號進行分頻，以獲得高輸出頻率和1Hz的超信號輸入。振蕩器輸出4MHz信號，首先發(fā)送到10分頻計數(shù)器(74LS160)，10分頻6次后獲得4Hz脈沖信號，通過2個d觸發(fā)器(74LS74)將4分頻轉換為1Hz。

10、圖4.1.2是修正多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號的分頻產(chǎn)生秒脈沖的電路結構圖。4.2參數(shù)計算R1=R2=1kC1=0.01 ufC2=10pF；4MHz的石英晶體。4.3選擇設備2個1k電阻；1個0.01uF容量；1個10pF容量；1個74LS04，6個74LS160，一張74LS74。5系數(shù)電路設計5.1系數(shù)電路工作原理秒脈沖信號通過6級計數(shù)器，分別求出秒、秒、秒10、分、10和小時、10的計時。秒，分鐘數(shù)是60進制數(shù)，時間是24進制數(shù)。1.秒電路：如圖5.1.1所示，首先將兩個74LS160連接到數(shù)百個計數(shù)器。然后，電路的59狀態(tài)解碼在產(chǎn)生兩端為0的信號的同時，添加到兩個74LS160，在下一計

11、數(shù)脈沖(第60輸入脈沖)到達時，將0000同時放置到兩個74LS160，以獲得六進制計數(shù)器。進位信號直接從和非語句的輸出中導出。圖5.1.12.評分電路：如圖5.1.2所示，首先將兩個74LS160連接到數(shù)百個計數(shù)器，然后將電路的60狀態(tài)解碼生成零信號添加到兩個74 ls 160“LOAD”和“CLR”以獲得六進制計數(shù)器。進位信號直接與非門輸出連接。圖5.1.23.定時電路如圖5.1.3所示，首先將兩個74160連接到一個100進制計數(shù)器。如果計數(shù)器開始在整個0狀態(tài)下計算11個脈沖，則通過非圖解碼，低電平信號立即將2個74160同時設置為0，從而獲得12進制計數(shù)器。圖5.1.35.2參數(shù)計算參

12、數(shù)是夾具參數(shù)，比較數(shù)據(jù)程序集。5.3選擇設備74LS1606個；兩張74LS20。6解碼顯示電路設計6.1解碼顯示電路工作原理計數(shù)器實現(xiàn)將計數(shù)器的輸出代碼轉換為數(shù)字顯示設備所需的輸出邏輯和恒定電流，以便將時間累積輸出到8421BCD代碼以顯示計數(shù)器輸出的8421BCD代碼。此編解碼器通常稱為7段解碼顯示驅動器。與74LS48解碼器相對應的顯示器是聯(lián)合音(接地)顯示器。圖6.1.1所示解碼顯示電路的電路圖。圖6.1.16.2參數(shù)計算高壓5V6.3選擇設備4個74LS48，BS207 4塊。7系統(tǒng)范圍的電路設計7.1系統(tǒng)范圍的電路7.2電路描述整個數(shù)字時鐘由時間計數(shù)電路、晶體振蕩電路和校正電路組成

13、。代替時間計數(shù)電路的時間、分、秒之間的舍入，補償電路是正常輸入信號時，時間計數(shù)電路正常計時，但分點計時不產(chǎn)生時間舍入，分點和時間位置分開，補償電路是單獨的電路。在晶體振蕩電路和分頻電路中生成1Hz的秒脈沖，將秒脈沖信號發(fā)送到發(fā)送者發(fā)光二極管和“秒”計數(shù)器電路。8電路調試8.1振蕩電路調試和實驗結果分析要確?；芈肪哂型暾臅r間顯示功能，只需將“分鐘”到“59”以及“秒”到“50”連接到銘文，然后連接到發(fā)光二級管道。8.2系數(shù)電路調試和實驗結果分析將秒脈沖分別用作分鐘/鐘計數(shù)器的輸入信號，觀察數(shù)碼管的顯示。物理測試期間發(fā)現(xiàn)60進制數(shù)的分鐘計數(shù)器顯示60，檢查回路以發(fā)現(xiàn)設計時發(fā)生邏輯錯誤。不是狀態(tài)5

14、9，而是60點輸出信號通過非門和非門產(chǎn)生低水平，使電路為零。然后問題解決了，電路工作正常。8.3解碼顯示電路調試和實驗結果分析和計數(shù)電路一起觀察測試。最初，10分鐘顯示管中的一個二極管總是不能打開，最初認為電路布線松動或打開，經(jīng)過一次檢查后，仍然發(fā)現(xiàn)了問題。后來，大院方局長提出的可能是數(shù)碼管的問題，更換數(shù)碼管后，被確定為正常。8.4控制電路調試和實驗結果分析撥號開關J2校準分鐘時，學生時代結束后，再撥J2，然后J3校準表時，學校時間結束后，J3也再次波動。8.5系統(tǒng)協(xié)同調整和實驗結果分析請注意，在實驗箱中組裝電子表時，設備針連接必須正確，“懸空端”、“0端”、“1端”必須正確處理。正常調試所有設備后，觀察電子表是否工作正常。分析和解決主要故障現(xiàn)象：(1)數(shù)字管可以顯示，但不是正常的：異常計數(shù)：首先，確認74LS48和74LS160集成電路塊的16和8針之間的電源電壓相同(筆連接在針上，測量結果為5V，錯誤0