教材-数字电子钟设计-王红军

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1、数字电子技术课程设计－数字钟的设计1、实训目的（1）熟练掌握数字电子技术组合逻辑电路和时序逻辑电路的相关知识。（2）熟练掌握数字电子钟的电路原理图。（3）熟练掌握利用Protel99se设计印刷电路板。（4）熟悉电子工艺流程，会识别各种电子元器件，组装一个数字电子钟。2、实训原理与说明数字电子钟实训是基于《数字电子电路技术》课程的一个课程设计，对《数字电子电路技术》课程中的组合逻辑电路和时序逻辑电路相关知识的综合。数字电子钟就是一个计时器，从计时信号产生到LED显示，要经过多个环节，数字电子钟逻辑结构图如图1所示：1Hz信号产生计数电路译码显示电路校正电路键控电路整点报警电路图1

2、数字电子钟逻辑结构图各部分电路原理图如下：1、1Hz标准信号脉冲的产生：可先用32768hz的时钟石英晶体振荡器产生32768Hz的标准时钟信号，外加14分频电路cd4060，产生2Hz信号脉冲，再加一个二分频电路，可产生1Hz标准时钟信号。如图2：图21Hz信号产生电路2、计数器电路：用74ls390可实现60进制、24进制，完成秒、分钟、小时计数功能。如下图3（60进制）：图360进制计数器电路3、显示译码电路：74ls390是二进制计数，要想把此数在数码管上显示出来必须要用cd4511译码器，如下图4（60进制计数显示）：图460进制译码显示电路4、按键控制电路：有时候需要

3、用按键调整时、分，可以用双稳态RS触发器实现。如下图5所示：图5键盘控制原理电路5、分校正、时校正电路：一个完整的时钟必须要有分钟、小时调整电路，这样才能准确反映当地的时间，如下图6所示：图6分校正、时校正原理电路6、整点报警功能：可用一个单稳电路实现，一到整点，就产生一短脉冲，驱动蜂鸣器报警！如下图7所示：图7整点报警电路3、实训环境与设备：1、微型处理机一台，winxp操作系统，Protel99se应用软件2、实验PCB板1块3、示波器1个4、万用表1个5、焊接工具6、5V直流电源7、实训所需元器件（见附表）4、实训内容与步骤：4.1熟悉设计题目，自己设计方案并画出电路图（用

4、protel99软件工具）。（1）在D盘建立名为Protel的文件夹，在Protel的文件夹中建立名为student.ddb设计数据库文件，新建原理图文件，命名为数字电子时钟.sch。设置图纸大小为B，水平放置。第1步，首先在“开始”菜单中的“所有程序”选项中，找到下一级菜单项“Protel99se”应用程序。然后，单击鼠标左键，启动Protel99se应用程序。第2步，选择file/new，新建工程文件，如图8所示。图8新建工程文件窗口出现新建工程文件向导对话框，在对话框中选择存放路径D：/Protel，把所有的数据库文件放在自己新建的文件夹中，数据库名为student.ddb

5、。如图9所示图9数据库建立窗口第3步，设置完后，点击OK，进入工程管理窗口，在管理窗口的右侧空白处右键，如图10所示。图10新建原理图文件窗口第4步，单击New，出现新建文件向导，如图11所示。图11新建原理图向导窗口第5步，单击原理图设计图标，点击OK，新建原理图设计文件，取名数字电子时钟.sch，如图12所示。图12新建原理图命名窗口第6步，单击Design/Options，设置设计环境，如图13所示。图13属性设置开始窗口第7步，在Options设置对话框中，设置图纸大小为B，水平放置，如图14所示。图14属性设置窗口（2）打开《数字电子时钟.sch》，仿照附件中提供的数字

6、电子时钟原理图，自己画出原理图。电路中所有的元器件都可在MiscellaneousDevices.ddb、ProtelDOSSchematicLibraries.ddb这两个元器件数据库中找。在元件库中找不到的元件可以自己建立元件库，应用即可！如图15所示图15画好的电路原理图（3）画完电路后，要按照图中元件参数逐个设置元件属性，元件要自动编号，并进行电气规则检查。设置某个元器件的属性的方法是双击该元器件出现对话框设置即可。如图16所示图16元器件属性设置窗口对于每个元器件都要有自己的封装形式:A.电阻原理图中常用的名称为RES1-RES4；引脚封装形式：AXIAL系列从AXIA

7、L-0.3到AXIAL-1.0，后缀数字代表两焊盘的间距，单位为Kmil.B.电容原理图中常用的名称为CAP（无极性电容）、ELECTRO（有极性电容）；引脚封装形式：无极性电容为RAD-0.1到RAD-0.4，有极性电容为RB.2/.4到RB.5/1.0.C.电位器原理图中常用的名称为POT1和POT2；引脚封装形式：VR-1到VR-5.D.二极管原理图中常用的名称为DIODE（普通二极管）、DIODESCHOTTKY（肖特基二极管）DUIDETUNNEL（隧道二极管）DIOD