[精品]时序论文

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数字电子钟时序电路课程设计姓名学号 专业 摘要：数字电子钟由555定时器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的吋间慕准，输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分、校秒。关键字:数字钟、74LS160.计数、校时、报时、秒脉冲发生器刖§数字钟被广泛用于个人家庭，车站，码头、办公室等公共场所，成为人们日常生•活屮的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应川，使得数字钟的精度，运川超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而几大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所冇这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。一、设计思路：设计一个秒脉冲发生器，这里用555构成多谐振荡器来实现。设计计时电路，分、秒计时用74ALS160构成的60进制计数器实现，小时计时用74ALS160构成的24进制计数器实现。设计译码显示电路，由CD4511和7段LED显示器构成。设计整点报时电路，用555构成2秒的延时电路以及频率为1000Hz的多谢振荡起实现整点的2秒钟的报时。二、硬件电路的设计各单元模块功能介绍及电路设计本系统主要分为四个单元模块，它们分别是：秒脉冲模块、计数模块、整点报时模块以及校时模块。各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。2.1秒脉冲模块设计555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路，可产生各种脉冲，这里用555定时器來实现产生lllz的时钟脉冲，秒脉冲电路设计如图2-1所示。图2-1中3引脚为555的输出端,即由555产生的1Hz脉冲由此输出至秒计数器输入端。接通电源后，电容C3被充电，当2脚的电压上升到？Vcc吋，3脚3输出低电平，此时电容放电，2脚电压下降。当2脚电压下降到丄Vg时，3脚输17 岀高电平。放电结束后电源通过R2、R3进行充电，2脚电压从丄上升到-Vcc, 图屮参数可产生一秒的脉冲。V2-2秒、分计数模块设计74ALS160是可预置数的十进制计数器。分秒显示为60进1,利川两片74160组成的60进制计数器如下图所示,采用同步脉冲计数,当低位计数器计数满9时,其进位端RC0输出高电平，高位计数器计数一次，即实现了进位，如此循环其中个位接成十进制形式，十位接成六进制形式。-其框图如图2-2所示：I93USbnDn£U6MIBB打ro-nnrtxrrBoBBIT93II16:A93^5ooeU4MIBDU23图2-22.3吋计数模块设计本设计采用24小时进制，用两片74LS160连接成24进制计数器，计数信号由分钟显示电路提供，即当分钟为60时小时计数加一。个位同样接成十进制形式，十位也接成十进制形式，当十位为2个位为4时通过反馈电端，控制个位和十位同时淸零，这样就可以按23翻o规律记数了。电路图如卜•所示： 2.4时钟显示模块选择CD4511作为显示译码电路；选择LED数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示岀来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。2.5准点报时模块♦mt.U2i[>NQrU20U2"2★ext，U3LS1U1：B>DU19rfCXTr>DHl'a 通过两个与门采集五十九分五十九秒时的信号输出1分别接于RS触发器的S端,使Q端输出高电平通过放大器对信号进行放大駅动蜂鸣器发出报时声响，到0分0秒吋引出低电平接入RS触发器的的R端把Q置0使放大三极管基极处于低屯平从而使蜂鸣器停止报时。2.6校时模块通过给予分秒时个位高电平实现控制显示实现校时功能。三、电路的仿真调试由仿真结果看出，分、秒计数器均可以完成0-59的计数，达到了预期要求。而且当59分59秒时蜂鸣器发出报警信号。四、总结与体会本次论文设计讣我感觉到在大学二年里，掌握了一定的专业知识，在制作计的过程小学到了很多东西。这次设计中我用到了模拟电路、数字电路等课程学到的知识，让我明口自身知识的不足，很多方面需要进一步加强。很多以前没注意到的地方，通过本次学习了收获不 少，当然在这方面还冇很多地方盂要努力。在设计中，我学到了很多东西，首先是掌握了设计一般原则，在时间安排上，各阶段的安排一定耍做好，这样可以有条不紊的进行各种工作,而不至于手忙脚乱。通过这次学习，让我对各种电路都冇了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会冇深刻理解。