数字电子技术课程设计报告报告

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1、任务书设计目的1.掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法的基础2.掌握数字钟的设计、调试方法3,能够以十进制显示“时”,“分”,“秒”设计要求时钟显示功能,能够以十进制显示“时”,“分”,“秒”。整时响铃,时分秒可调基本要求.时钟显示功能,基本功能完整,时间可调一、设计任务及要求通过对《数字电子技术》课程的学习,让同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法,加深学生对理论知识的理解,同时积极有效的提高了学生的动手能力,独立思考和解决问题的能力,创新思维能力、协调能力,以及团结合作、互帮互助的优良传统。为了充分体现这些精神和能力,所以让同学独立自主的

2、制造一个数字时钟,故,对同学设计的数字时钟进行如下要求:时钟显示功能,能够以十进制显示“时”,“分”,“秒”。二、设计的作用、目的..(1).在同学掌握《数字电子技术》课程的基本理论以及方法的基础上,加深学生对理论知识的理解,同时积极有效的提高了学生的动手能力,独立思考和解决问题的能力,创新思维能力、协调能力,以及团结合作、互帮互助的优良传统。(2).掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法;进一步巩固所学的理论知识,提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。(3).熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面

3、包板结构及其接线方法,了解数字钟的组成及工作原理,熟悉数字钟的设计与制作。(4).掌握数字钟的设计、调试方法。一、设计过程1.方案设计与论证数字钟的逻辑结构主要包括有六十进制计数器、二十四进制计数器(其中包括六十进制计数器和二十四进制计数器均由十进制计数器74LS160接成)、动态显示译码器、LED数码管显示环节、555定时器(可以提供一个比较精确的1Hz的时钟脉冲),时间设置环节可以提供时间的初始设置,动态显示译码器提供将BCD代码(即8421码)译成数码显示管所需要的驱动信号,使LED数码管用十进制数字显示出BCD代码所表示的数值。数字钟电路系统的组成

4、框图:..时显示器分显示器秒显示器时译码器分译码器秒译码器24时计数器60分计数器60秒计数器校时电路555定时器(1).555定时器的设计555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密斯触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便,所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。本设计方案使用555多谐振荡器来产生1HZ的信号。通过改变相应的电阻电容值可使频率微调,不必使用分频器来对高频信号进行分频使电路繁复。虽然此振荡器没有石英晶体稳定度和精确性高,由于设计方便,操作简单,

5、成为了设计时的首选,但是由于与实验中使用的555芯片产生的脉冲相比较,利用晶振产生的脉冲信号更加的稳定,通过电压表的测量能很好的观察到这一点,同时在显示上能够更加接进预定的值,受外界环境的干扰较少,一定程度上优于使用555芯片产生信号方式。最终我们选择了555定时器作为秒脉冲发生器。..在555定时器的外部接适当的电阻和电容元件构成多谐振荡器,再选择元件参数使其发出标准秒信号。555定时器的功能主要由上、下两个比较器C1、C2的工作状况决定。若复位端RD加低电平或接地,可使电路强制复位,不管555电路原处于什么状态,均可使它的输出Q为“0”电平。只要在55

6、5定时器电路外部配上两个电阻及两个电容元件,并将某些引脚相连,就可方便地构成多谐振荡器。555是数字钟脉冲产生的核心部分。为了保证脉冲的准确性与稳定性,R1和R2采用可调电阻,经过不断的调试,R1的阻值大约在15K左右,R2的电阻大约在68K左右,电容C大小为10uF,经过多次调试后可以得到频率为1Hz的秒脉冲,并将其作为整个多功能数字钟的脉冲源,作为计数器计数等功能之用R1=R2T=(R1+2R2)Cln2=1R1=1/(3Cln2)∏=48k∏..(2).计数器的设计计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络,被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲,它不仅

7、可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能,如测量、定时控制、数字运算等等。首先是由555定时器给秒个位计数器一个1Hz的脉冲,秒信号经秒计数器.分计数器.时计数器之后,分别得到“秒”个位十位,“分”个位十位,以及“时”个位十位输出信号,然后送至显示电路,以便实现用数字显示时.分.秒的要求。“秒”和“分计数器应为六十进制,二“时”计数器应为二十四进制。采用十进制计数器74LS160来实现时间计数单元的计数功能。数字钟的计数电路是用两个六十进制计数电路和“12翻1”计数电路实现的。数字钟的计数电路的设计可以用反馈清零法。当计数器正常计数时,反馈门不起作用,

8、只有当进位脉冲到来时,反馈信号将计数电路清零,实现相应模的循环计数

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