数字定时控制器电子技术课程设计

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1、北京理工大学电子与技术课程设计北京理工大学电子技术课程设计数字定时控制器10北京理工大学电子与技术课程设计第1章设计任务及要求1．1设计任务及要求设计一个具有数字钟功能的数字定时控制器1、计时显示范围要求自00时00分00秒到23时59分59秒2、具有校时功能，可对小时、分、秒分别进行校准3、要求预选时刻到达时被控对象连续响10秒，蜂鸣器在10秒内断续鸣叫5次，即响1秒停1秒第2章课题分析及EDA仿真分析2.1设计方案与分析整体分为震荡电路、计时电路、校时电路、闹钟电路、分频电路用振荡电路产生2Hz信号，来实现

2、时钟的计时脉冲时分秒计时电路分别用24进制、60进制、60进制计数器完成，通过分频得到1Hz信号，周期即1秒，从而实现24小时计时功能校时电路用4位状态移位寄存器实现，分别实现计时-校时-校分-校秒闹钟电路用与非门将需要的时刻译码，与0.5Hz相与，使得在两秒周期内，响一秒、断一秒分频电路产生2Hz信号供校时、0.5Hz供闹钟电路译码显示电路时计数器分计数器秒计数器校时电路闹钟电路分频电路振荡电路其基本逻辑框图如图2-1所示。图2-1数字时钟电路结构图10北京理工大学电子与技术课程设计计时电路工作时，通过分频得

3、到的1Hz信号作为秒的脉冲输入，当秒计数器计数满60时，输出进位脉冲，送至分计数器计数，同时对秒清零。当分计数器计数满60时，输出进位脉冲，送至时计数器计数。当时计数器计数满24时，输出清零脉冲，分别送至秒、分、时计数器的清零端完成清零，开始新一天的计时。2.2电路的仿真与论证2.2.1振荡电路由于通过三五定时器产生脉冲信号没有晶振稳定，且实验室没有555定时器，所以采用晶振电路。振荡电路采用晶振电路，如图，4060为14级二进制串行计数器，可以将32.768HZ进行14分频，得到2HZ。晶振电路结构如图2-2

4、图2-2555定时器RC振荡电路2.2.2分频电路振荡电路获得2HZ的方波信号后，需要将其进行分频，得到1HZ、0.5HZ。采用74LS160作为分频器，74LS160是8421编码的10进制计数器，将其功能设定为计数功能，把2HZ的信号输出到CLK管脚，则其QA管脚便输出1HZ的方波信号，QB管脚输出0.5HZ的方波信号，仿真结果如图2-310北京理工大学电子与技术课程设计图2-3分频电路（图中2HZ由555定时器产生）2.2.3时、分、秒计时电路计时功能由6片74LS160实现，秒位由两片构成60进制，各位

5、的作为十进制，进位信号给十位；将十位的QB、QC相与作为进位信号给分位的CLK，同时作为清零信号给十位的CLR，实现从0到59的循环计数。分位的组成与秒位的完全相同。时位由两片74LS160组成24进制。把十位的QB与个位的QC相与作为清零信号给两片的CLR两端，实现从0到23的计数。给秒位的CLK端输入1HZ脉冲信号，周期一秒，则秒位每一秒计一次数，到59后进位到分位，同时秒位清零；同理，分位每60分进位一次给十位。实现自00时00分00秒到23时59分59秒的计仿真结果如图2-4、图2-510北京理工大学电

6、子与技术课程设计图2-4秒、分计数器图2-5时计数器2.2.4校时电路由于只能采用一到两分开关实现校时，于是使用了移位寄存器4015，通过逻辑门电路使4015的输出Q0Q1Q2Q3。共五个状态循环，Q0Q1Q2Q3=0000代表暂停，Q0Q1Q2Q3=1000代表计时，Q0Q1Q2Q3=0100代表校时，Q0Q1Q2Q3=0010代表校分，Q0Q1Q2Q3=0001代表校秒。仿真结果如图2-6所示图2-6CD4015的5状态循环接线图将Q0分别与1HZ、秒进位、分进位信号相与，再把Q1、Q2、Q3与2HZ相与，

7、将两个相与结果相或，得到的信号分别送到秒、分、时的CLK，当Q1=1时，由于Q2、Q3均为0，则时位的CLK为2HZ进行校时，校分、校秒同理。仿真结果如图2-7所示10北京理工大学电子与技术课程设计图2-7校时原理图2.2.6闹钟电路要求在6：30或22：30时闹钟响起，选取6:30，用与非门和74LS138将06:30这四个数进行译码。6即把QB、QC相与，3把QA、QC相与，两个0用74LS138进行译码，Y0（低电平有效，所以要加反相器），将这四个数相与作为译码电路。因为要求响应10秒，所以讲秒的十位参与

8、译码。闹钟电路的要求是当到达预定时间时，蜂鸣器在10秒内断续鸣叫5次，即响1秒停1秒，因此需要一个0.5HZ的方波信号，与预设时间的译码信号相与，相与的结果送至蜂鸣器。仿真电路如图2-9图2-8闹钟电路2.3系统总体电路总体仿真电路图如图2-9所示10北京理工大学电子与技术课程设计图2-9系统总体电路图由晶振构成的振荡电路产生2HZ的方波信号，经74LS160分频后得到1HZ和0.5H