数电课程设计--数字电子钟的设计报告

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1、《数字电子技术》课程设计报告系别：电气工程系专业班级：电子科学与技术（3）班学生姓名：张书银学号：200931075指导教师：刘林阴2012年02月29日目录1．实验目的………………………………………………………………………22．实验题目描述和要求…………………………………………………………23．设计报告内容…………………………………………………………………23.1实验名称………………………………………………………………………23.2实验目的………………………………………………………………………23.3实验

2、器材及主要器件…………………………………………………………23.4数字电子钟基本原理…………………………………………………………33.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择…………………………3-83.6数字电子钟电路图……………………………………………………………93.7数字电子钟的组装与调试……………………………………………………94．实验结论………………………………………………………………………95．实验心得………………………………………………………………………10参考文献……………………………

3、……………………………………………10数字电子钟的设计报告一设计的目的和任务1.巩固加深对数字电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养了独立分析问题，解决问题的能力。2.通过查资料，选方案，设计电路，写实验报告等环节的训练，熟悉设计过程和步骤。为今后从事电子线路设计，研制电子产品打下了良好的基础。3.设计数字电子电路，实现特定的功能。学习这一技能，积累这方面的经验。4.培养综合运用所学知识来指导实践的能力。5.掌握常见元器件的识别和测试。6.熟悉常用仪器，了解电路调试的基本方法。二课程设计的题目

4、要求和描述（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（24小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟；（2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试；（3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告；（4）整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz音频结束时刻为整点。数字电子钟是一种用数字显示秒，分，时，日的计时装置，与传统的机械相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动装置等优点，因而得到了广泛

5、的应用：小到人们日常生活中的电子手表，大到车站，码头，机场等公共场所的大型数显电子钟。数字电子钟的电路组成框图如图所示由图可见，数字电子钟有以下几部分构成：石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒，分计数器及24进制计时计数器；以及秒分时的译码显示部分等。三数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框图如图3-1所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、

6、“秒”译码器显示时间。 图3-1数字电子钟的逻辑框图四数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择4.1晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所示，由ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输

7、出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。CMOS晶体振荡器（仿真电路）4.2计数器秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六

8、十进制，小时为二十四进制。4.2.1六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片cc40192和一片cc4011组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。如图4.2.1所示。图4.2.1所示（60进制计数构造）4.2.2二十四进制计数“12翻1”小时计数器是按照