数字电路课程设计ppt课件.ppt

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1、数字电路课程设计任课教师：付斯桃1课程设计目的（1）了解并熟悉《数字电子电路》的一般设计方法；（2）掌握电子仿真元件的接线、组装及调试方法。2一、课题名称《石英数字钟》3二、主要技术指标⑴显示要求：时、分、秒⑵响闹要求：定时响闹⑶电源要求：交、直流供电（数据保持），低功耗⑷误差要求：每天小于5秒(5)校正要求：手动4三、整机组成方框图5BCD模二计数器BCD模十计数器BCD模六计数器BCD模十计数器BCD模六计数器BCD模十计数器译码显示译码显示译码显示译码显示译码显示译码显示时分秒脉冲源整形分频器秒脉冲6四、单元电路设计

2、设计按以下次序进行即：脉冲源、整形电路、分频器、计数器、译码、显示器、电源、辅助功能等环节。由于集成电路的广泛应用，设计计算大大简化，重点是选择成熟的单元电路71.脉冲源设计脉冲源是数字计时器的心脏，它能自动不停地产生脉冲信号，以供计时之用，其稳定性和准确性对计时器起着至关重要的作用。为了脉冲源的稳定性和准确性，常用石英晶体振荡器作脉冲源。一般情况下，晶振频率愈高，准确度愈高，但所用分频器分频级数愈多，电路愈复杂，耗电量愈大。本次实习脉冲源电路的反向器由集成电路CD4060内的二个反向器提供。R.C为时间元件,改变C值可调

3、整晶振器振荡频率,本电路振荡频率为30720HZ。81.脉冲源设计整形电路设计：由于晶振器输出的脉冲波形是不太规则的矩形波，要得到有规则的矩形波，须经整形电路整形。脉冲整形电路有：削波器、门电路、双稳态电路、施密特触发器等。图（3）为施密特触发器。门G1，G2构成基本RS触发器，G3为非门。二极管起电平转移作用，用来产生回差。92.分频器设计分频器可由触发器或计数器承担。一个触发器就是一个二分频器，N个触发器就是2×2×2……分频器；而用计数器分频，则按计数进制进行分频，如十进制计数器就是十分频器，M进制计数器为M分频器。

4、若晶振频率为32768HZ，要产生1HZ的秒脉冲，需要JK触发器（或计数触发器）的个数为2n=32768HZ，n=15。若用不同进制的计数器串接组成分频器，各计数器的进制等于晶振频率：即M1×M2…M=32768。因此分频器的设计，既可选用单个触发器串接组成，见图（4）；又可设计由不同进制计数器串接组成，见图（5）。本次实习分频器由集成电路CD4060来实现。见图（6）。102.分频器设计CD4060为十四级二分频电路本方案是将晶振产生的30720HZ的信号经九级二分频后，得到60HZ的信号作为脉冲源(时基)信号。即从分开

5、始计时。113.计数器设计计数器设计步骤：（用触发器）1、根据设计要求建立原始状态图2、确定触发器的类型和数目，进行状态编码和分配，画出编码后的状态图3、求状态方程和输出方程，并检查自启动4、求驱动方程5、画逻辑图计数器是对时钟脉冲进行计时。以触发器为单元电路，根据进制按有权码或无权码来编码，采用有条件反馈原理来构成。本实习直接运用集成电路MM5459内部计数电路。由分频器输出的60HZ时基信号送入MM5459内部计数电路。当“小时”数的十位为2，个位为3时，只要“分”数位进位时，就应使“小时”数位归零，因此二十四进制计数

6、器采用有条件反馈来设计（十二进制计数器也同理，但应在回零时，发出驱动AM，PM标志的信号。）124.译码器/驱动器译码器是将编码器输出的每组二进制代码所代表的特定含义翻译出来，给出相应的输出信号（显示信息）。用单元电路设计译码器一般过程：1、设输入、输出代码，并设输出有效电平（高、低）2、根据逻辑要求及附加条件列真值表3、化简真值表，得出简化输出逻辑式4、根据输出逻辑式画出用单元电路组成的译码器13图（12）本实习使用集成译码/驱动电路MM5459:它是集译码、驱动电路为一体，60HZ时基信号12或24小时专用集成电路。各

7、管脚功能见图所示。译码器输出的显示信息经过驱动放大后提供给发光管显示。4.集成译码器/驱动器14显示器设计数字显示器件的种类很多，有荧光管，辉光管，发光二极管，液晶管等。电子数字计时器多选用七段笔划式数码显示器，图7（a）为发亮段，依发亮段不同，可显示0~9十个数字。以发光二极管LED显示器为例，它的优点是亮度强，清晰，电压低（1.5v-3v)，有红、绿、黄等颜色。缺点是工作电流大，因此需要驱动器来点亮。LED的结构见图7（b）中的发光二极管。图中R为限流电阻，为了减少显示器的功耗，常常采用间歇扫描，即利用人眼的视觉暂留现

8、象，使应亮段按一定的速率间歇扫描点亮。LED发光二极管显示屏，有两种驱动方式：一种是共阴极，要求译码器/驱动器输出高电平；另一种是共阳极，要求译码器/驱动器输出为低电平。15显示屏说明显示器设计由图可知，该显示屏为共阳极电路，要求译码器输出低电平。显示段分两组，实现间歇工作方式。16辅助功能说明睡眠功能