数电课程实验报告——数字钟的设计.doc

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1、《数字电子技术》课程设计报告设计题目:数字钟班级学号：140708070122114070807012161407080701218学生姓名：谢志强陈企张海清指导教师：周玲时间：2016.6.15-2016.6.1610《数字电子技术》课程设计一、设计题目：数字钟的设计一、设计任务与要求：1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。其中时为24进制，分秒为60进制。2.其他功能扩展：（1）设计一个电路实现时分秒校准功能。（2）闹钟功能，可按设定的时间闹时。（3）设计一个电路实现整点报时功能等。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750

2、Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。二、设计方案：数字电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。三、芯片选定及各单元功能电路说明：实验器材及主要器件（1）CC45116片（2）74LS905片（3）74LS

3、922片（4）74LS1911片（5）74LS005片（6）74LS043片（7）74LS741片（8）74LS2O2片（9）555集成芯片1片（10）共阴七段显示器6片（11）电阻、电容、导线等若干10①振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。一般来说，般来说，振荡器的频率越高，

4、计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如图1所示。设振荡频率f=1KHz，R为可调电阻，微调R1可以调出1KHz输出。图1 ② 分频器由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，得到需要的秒脉冲信号。 图210③ 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”计数器为六十进制，小时为

5、十二进制。（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，选用一片74LS90和一片74LS92组成六十进制计数器，采用反馈归零的方法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3所示。图3（2）十二进制计数“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——……——11——12——01——02——……”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，小时的个位计数器由4位二进制同步可逆计数器74LS191构成，十位计

6、数器由D触发器74LS74构成，将它们级连组成“12翻1”小时计数器。 计数器的状态要发生两次跳跃：一是计数器计到9，即个位计数器的状态为Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脉冲作用下计数器进入暂态1010，利用暂态的两个1即Q03Q01使个位异步置0，同时向十位计数器进位使Q10=1；二是计数器计到12后，在第13个脉冲作用下个位计数器的状态应为Q03Q02Q01Q00=0001，十位计数器的Q10=0。第二次跳跃的十位清0和个位置1信号可由暂态为1的输出端Q10，Q01，Q00来产生。10 CP十位个位CP十位个位Q10Q03Q02Q01Q00

7、Q10Q03Q02Q01Q00000000801000100001901001200010010103000114001001010000500101111000160011012100107001111300001图4     M12计数器功能表④ 译码器   译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。CC4511驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。CC4511配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI，灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时，CC4511出去全1。⑤ 显示器  本系统用七段发光二

8、极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器,CC451