数字电路课程设计报告(数字钟).doc

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1、南湖学院数字电路课程设计课题：数字电路课程设计姓名：指导老师：系别：机电系班级：学号：一、设计任务（包括器件清单、任务功能描述与分析）1.1器件清单：型号数量（片、只）型号数量（片、只）74LS00374LS90574LS48474LS92274LS04174LS191174LS741数码显示器BS2024NE5551电容（20P*2,0.1*1,0.01*4）2,1,4发光二极管2电阻（2K,5.1K,3.3K,220）1,1,3,3可调电阻（10K）1按键21.2任务功能：基本功能：²准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；²为节省器件，其中秒的个位和时的

2、十位均用发光二极管指示，灯亮为1，灯灭为0；²小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位；²要求手动慢校时，慢校分，快校时，快校分。功能分析：²振荡器产生高稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准（系统时钟），再经分频器输出标准秒脉冲信号。²秒个位发光二极管闪烁十次，秒十位进位，秒十位进位六次后，向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“12翻1”规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。²计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。二、实验仪器电烙铁、示波器、直流电源、数字万用表、镊子、剥线钳一、设计原理分析与电路设

3、计3.1系统组成框图分析如图3.1多功能数字钟系统组成框图3.2各部分电路设计(1)振荡电路与分频电路根据要求，振荡电路应选择555多谐振荡器，本实验选用555构成的多谐振荡器，设振荡频率f0=1KHz，电路参数如图3.2所示。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。图3.2555振荡器555多谐振荡器的原理图及工作波形如图3.3：图3.3（2）时间计数电路一般采用10进制计数器来实现时间计数单元的计数功能。为减少器件使用数量，可选74LS90，其芯片引脚如图3.4所示。74LS90有两个清零端MR1、MR2和两个

4、置9端MS1、MS2，用74LS90构成十进制计数器非常方便，不需外加逻辑门电路用2片74LS90构成的8421BCD码100进制计数器如图3.5所示。图中，将低位计器的最高位输出脉冲信号作相邻高位计数器的时钟脉冲。图3.474LS90芯片引脚图、图3.5两片74LS90构成的100分频器74LS92是二—六—十二进制计算器，即CP0和Q0组成二进制计算器，CP1和Q3Q2Q1在74LS92中为六进制计算器。其芯片引脚如图3.6所示，其与74LS90构成六十进制如图3.7.图3.674LS92芯片引脚图图3.7六十进制计数器(3)译码驱动及显示单元电路74LS4

5、7、74LS48为BCD—7段译码/驱动器，其中，74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器示器，而74LS48则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS47为集电极开路输出，用时要外接电阻；而74LS48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻(可以直接与显示器连接)。74LS48与数码管的连接如图3.8所示。其中，A3A2AlA0为8421BCD码输入端，a—g为7段译码输出端。各使能端功能简介如下：/LT灯测试输入使能端。当LT＝0时，译码器各段输出均为高电平，显示器各段亮，因此，LT＝0可用来检查74LS48和显示器的好坏。/RBI动态灭零输入使能端。在

6、LT＝1的前提下，当/RBI＝0且输入A3A2AlA0＝000时，译码器各段输出全为低电平，显示器各段全灭，而当输人数据为非零数码时，译码器和显示器正常译码和显示。利用此功能可以实现对无意义位的零进行消隐。/BI静态灭零输入使能端，只要BI＝0，不论输入A3A2AlA0为何种电平，译码器4段输出全为低电平，显示器灭灯(此时/BI／RBO为输入使能)。/RBO动态灭零输出端。在不使用/BI功能时，BI／RBO为输出使能(其功能是只有在译码器实现动态灭零时RBO＝0，其它时候RBO＝1)。该端主要用于多个译码器级联时，实现对无意义的零进行消隐。实现整数位的零消隐是将

7、高位的RBO接到相邻低位的RBI，实现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的RBI。图3.874LS48与数码管的连接图(4)校时电路。根据要求，数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。校时电路如3.9图。图3.9校“时”、校“分”电路需要注意的是，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路，开关Sl或S2为“0”或“1”时，可能会产生抖动，接电容C1、C2可以缓解抖动。必要时还应将其改为去抖动开关电路。3.3系统原理图设计3.4系统PCB版图设计PCB设计版图实物图：一、

8、系统制作1.按照要求设计