数字电路课程设计指导书

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1、一、设计一个数字钟，要求具有“时”“分”“秒”显示，并具有校时功能.1、数字钟的基本原理和构成数字电子钟由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成。振荡器用以产生稳定的秒脉冲信号。作为数字钟的时间基准，要求f＝1HZ，为标准秒脉冲，为保证数字钟的精度，可以采用石英晶体振荡器产生高频脉冲（还有其他办法），然后经分频器作为标准秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数器满60向分计数器进位；分计数器满60向小时计数器进位；小时计数器按“24翻一”规律计数。各计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器驱动数码管显示时间。当时间出现误差时，用时间校正电路分别对小时、分进行校

2、准。请根据上述内容设计数字钟原理框图（整体方案）。2、单元电路设计1)时钟信号（秒信号）产生电路的设计时钟信号即秒信号，塔的产生一般时通过高频信号的分频来完成。具体方案举例（任选）：①由555定时器接成多谐振荡器，再通过分频产生f＝1HZ。③可用固定频率为32768的石英振荡器通过分频来完成。2)计数电路计数器是一种计算输入脉冲数目的时序逻辑电路，被计数的输如信号就是时序网络的时钟脉冲，它不仅可以计数，而且可以用于分频、定时以及产生节拍脉冲等等其他特定的逻辑功能。数字钟的计数电是用两个六十进制和一个24进制计数器实现的。请设计秒、分、时计数器。3)译码及显示电路在数字

3、钟电路中，译码器的输入信号就是计数器的输出信号，它的输出端接至数码管。计数器输出的四位BCD码经译码后，变成某个十进制字对应的控制电平去驱动数码管各段发光，从而把数字显示出来。请设计显示译码器及显示器但单元。4)校时电路的设计当刚接通电源或者计时出现误差时，需要对时间进行校正。请设计校正电路对时、分进行校时。3、画出逻辑总电路图把以上介绍的各单元电路选择适当的方案连接在一块就构成了数字钟的整体逻辑电路图。4、数字钟电路的仿真利用EWB软件对电路进行仿真模拟。设计“仿真的数字钟接线图”。为了便于观察，请将仿真电路封装成几个单元块，得到“数字钟仿真图”。仿真的结果是电路的

4、时序图，考虑到仿真的时间较长（24小时一个周期），所以只需将时钟和秒钟的时序图（分钟与秒钟相同）以及它们的进位脉冲。得到“数字钟时序图（时钟）”，“数字钟时序图（秒钟）”5、上机调试把设计好的电路，选用相应的元器件，在试验箱上进行功能调试。先进行单元电路试验，主要是对一些没有把握的单元电路试验，最后再组装起来进行整体试验。在此过程钟针对问题进行修改，直到完全达到要求指标为止。6、总结完成实验报告。二、设计一个交通信号灯控制器控制南北和东西干道轮流通行,每次绿灯亮时要求黄灯先亮(此时原绿灯状态不变);黄灯每次亮一个时间单位,红灯和绿灯每次亮五个时间单位.要求用555定时

5、器产生时钟信号,每个时间单位五秒钟.1、交通灯的工作原理和构成交通灯控制系统主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒；要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道。把南北、东西方向的交通灯分为以下六组a)南北方向红灯(NSR)d)东西方向红灯(EWR)b)南北方向绿灯(NSG)e)东西方向绿灯(EWG)c)南北方向黄灯(NS

6、Y)f)东西方向黄灯(EWY))1)设计按如下规律要求亮或灭：S1：东西向红灯亮，南北向绿灯亮，时间为5T。S2：东西向红灯亮，南北向黄灯亮，时间为1T.S3：东西向绿灯亮，南北向红灯亮，时间为5TS4：东西向黄灯亮，南北向红灯亮，时间为1T，返回S1请根据上述规律画出交通灯的系统框图2)工作原理要有顺序工作流程（见S1，S2，S3，S4，）；应有两个方向的工作时序，即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和；南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。采用每个时间为5秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮的时间分别为25秒、5秒、30秒。一次循环时间为

7、60秒。红灯亮时间为绿、黄灯亮时间之和。请根据上述规律和原理画出波形图和设计整体框图。2、单元电路设计1)单位脉冲电路：由555接成的时钟信号参数选择：由题可知十字路口每个方向的红、绿、黄灯所亮时间比例分别为6T：5T：1T，而且每个单位时间为5秒，则需由555定时器构成的多谐振荡器产生T＝5S的时钟信号；请许则R1、R2、C等的数值。画出由555定时器构成的多谐振荡器。2)扭环形计数器电路：由题可知十字路口每个方向的红、绿、黄灯所亮时间比例分别为6T：5T：1T，并选5秒为一时间单位，则计数器每计5秒输出一个脉冲，由波形可知，计数器每次工作循环为1