数字电子技术课程设计汇本论文.doc

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1、数字电子技术课程设计报告题目数字电子钟指导教师院系专业班级学生姓名学生学号指导教师王金庭2011年5月10日数字电子钟一、课程设计目的（1）培养综合性数字电路的设计能力（2）掌握数字电子钟的设计、组装和调试方法二、课程设计容及要求（1）设计一个数字电子钟电路，要求按12小时制直接显示“时”、“分”、“秒”，当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能。（2）用中小规模集成电路组成数字电子钟，并在面包板上组装、调试（3）画出基本逻辑框图和各单元电路图，并写出设计、实验总结报告三、数字电子钟的设计、安装与调试1．工作原理

2、数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器和校正电路组成。整个系统的时基信号直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12进制计数器，可以实现12翻1。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LE

3、D显示器显示出来。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。2．总体电路设计图1数字钟系统组成框图3．单元电路设计安装与调试（1）秒脉冲信号发生器——555振荡器、分频器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，其精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器和分频器组合产生秒脉冲信号。振荡器：通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，经过调整输出1KHZ脉冲。其原理是0.7(2R3+R4+R5)C4=1ms，f=1/t=1KHZ。计时是1HZ的脉冲才是1S计一次数，所以需要分频才能得到1HZ的脉冲。分频器：分频器

4、功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供校正电路所组要的信号。由于震荡器输出的频率很高，所以需一定级数的分频电路。本设计方案中的分频器主要功能有两个：一是产生标准“秒”信号，二是提供整点报时电路所需要的1KHz的高音信号和500Hz的低音信号。这里选用三片中规模集成电路计数器74LS90即可满足上述功能，因三片级联则可获得所需频率信号，即第一片的Q0输出频率为500Hz，第二片的Q3输出频率为10Hz，第三片的Q3输出频率为1Hz。其电路图如图2所示。图2脉冲信号发生器（2）计数器Ø60进制计数器由74LS

5、90和74LS92构成60进制计数器，将74LS90设计成10进制加法计数器，74LS92设置6进制加法计数器。当74LS90计数到6时进行反馈清零，秒计数器的十位除用作自身清零外，还要作为分计数器的输入脉冲。下面电路既可作为秒计数器，也可作为分计数器。电路图如图3所示。图360进制计数器Ø12进制计数器时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器，即当数字钟运行到12时59分59秒，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲是，数字钟应自动显示为01时00分00秒，实现日常生活中习惯用的计时规律。选用74LS191和74LS7

6、4。电路图如图4所示。图412进制计数器（3）译码显示电路译码电路的功能是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用与驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译码管的输入端，便可以进行不同数字的显示。在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻。电路图如图5所示。图5译码显示电路4．校时电路校时电路是数字钟不可缺少的部分，每当数字钟与实际时间不符时，

7、需要根据标准时间进行校时。K1、K2分别是时校正、分校正开关。不校正时，K1、K2开关是闭和的。当校正时位时，需要把K1开关打开，然后用手拨动K3开关，来回拨动一次，就能使时位增加1，根据需要去拨动开关的次数，校正完毕后把K1开关闭上。校正分位时和校正时位的方法一样。其电路图如图6所示。图6校正电路5．系统联调（1）组装调试数字钟电路，调节输入脉冲的频率，观察当秒显示器显示“59”，分显示器是否加1且秒显示器跳回到“00”开始加法计数至59，当分显示器和秒显示器显示“5959”，时显示器是否加1且分显示器和秒显示器

8、归“0000”状态，秒显示器开始进行下一轮计数。当开关M拨至校分状态开关H处于计时状态时，观察分显示器是否自动校分，当开关H拨至校时开关M处于计时状态时，观察时显示器是否自动校时。数字钟电路的联调要注意各部分之间的时序配合关系，然后检查各部分的功能，使其满足设计要求。（2）设计过程中遇到的问题及其解决方法v当接通电源时，分显示器和秒显示器只有分显示器在计数，