数字电子技术基础课程设计.doc

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1、第一章设计任务1.1课题的描述1.1.1课程名称：数字电子技术基础课程设计。1.1.2教学目的：通过数电课程设计，锻炼学生动手能力，巩固所学理论知识。训练学生的数字电子电路设计能力、应用数字电路元器件和排除故障的能力。熟悉常用电子电路的设计方法和设计软件、计算机仿真的运用。1.2课题及要求1.2.1课题：周历表的设计1.2.2基本要求：（1）具有明确的周和星期显示。（2）周和星期具备可调功能。（3）周和星期具备定时功能以提醒必要的工作事情。（4）对周和星期可以调零。（6）星期按天计算（即周期为24小时）。（7） 计数器的状态由LED数码管显示。1.2.3提高要求：（1

2、）根据实际要求增加必要的时钟如小时，分钟，秒。（2）同时可以增加年月及其钟声变化。1.3实际设计内容（提高要求）（1）设计一个周历表，可以显示星期和第几周，特别适合学生和老师用。（2）周设置二十周，一个星期为七天。（3）对于周和星期有明确的定时功能，同时可以并联几个定时器，以增加需要定时的数目。注：为了观察方便，设置天的周期为一秒以模拟一天的时间。第二章系统总体设计方案定时功能周计数器星期（天）计数器1HZ秒脉冲发生器2.1系统设计方案的基本原理框图555脉冲产生器图2.1.1周历表根据周历表的设计要求总体的设计方案可由如图2.1.1所示的原理图来表示，整个的系统由由

3、四大模块组成，即秒脉冲发生器、计时器、显示器，定时器。2.2布局根据要求将周历表模拟如图2.2.1所示：定时555脉冲周数星期数图2.2.1周历表框图第三章系统分析与设计3.1秒脉冲函数发生器：3.1.1功能简介：555定时器是应用非常广泛的中规模外接几个阻容元件，可以方便的构成单稳态、多谐振荡器、施密特触发器等各种电路，主要用于信号产生、变换、控制与检测电路中。555定时器的原理图3.1.1.1如下所示：8472653CC&&&1&5k5k5kT图3.1.1.1555定时器原理图5--Vic控制电压6--Vi1阀值电压2--Vi2触发输入7--Vo′放电端4--Rd

4、复位3--Vo输出端8—Vcc555定时器功能表如表3.1.1.2所示：表3.1.1.2555定时器功能表输入输出备注复位RDV11V12VoT当控制电压输入端Vco外界电压时，表中2/3Vcc应用Vcc代替，1/3Vcc应用1/2Vcc代替0XX0导通1>2/3VCC>1/3VCC0导通1<2/3VCC>1/3VCC不变不变1<2/3VCC<1/3VCC1截止1>2/3VCC<1/3VCC1截止3.1.2秒脉冲的函数发生器设计图：由555定时器构成的秒脉冲发生器如下图3.1.2.1（a）、(b)所示：图3.1.2.1（a）555脉冲发生器图3.1.2.1（b）555

5、脉冲发生器接通Vcc后，Vcc经R1和R2对C充电。当Vc上升到2/3VCC时，Vo=0,T导通，C通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到1/3VCC时，Vo又由0变为1，V截止，Vcc又经R1和R2对C充电，如此重复上述过程，在输出端Vo产生了连续的矩形脉冲。第一个暂稳态的脉冲宽度Tp1,即Vc从1/3VCC充电上升到2/3VCC所需要的时间：Tp1≈0.7（R1+R2）C第二个暂稳态的脉冲宽度Tp2,即Vc从2/3VCC放电下降到1/3VCC所需要的时间：Tp2≈0.7R2C振荡周期：T=Tp1+Tp2≈0.7（R1+2R2）C根据电路的要求取C1=1,C2=0

6、.01，T=1解得R1=R2=470K根据实验室现有的材料，确定电阻和电容的标称值为：C1取105（1uF）,C2取103（0.01uF）R1、R2均取510k秒脉冲发生器输出波形如图3.1.2.2（a）所示，电容两端的波形如图3.1.2.2(b)所示Vo波形图图3.1.2.2（a）555脉冲发生波形V0Vc波形图图3.1.2.2(b)555脉冲发生波形VC3.2计数器周历表要有数字显示，以便人们更直观地明确时间。在数字系统中，根据课本中的内容，本次实验采用七段译码器74ls48来驱动七段数码管作为显示。3.2.1七段译码器74LS48它是一种功能较全的显示译码器，输

7、出高电平有效，因此七段数码管采用共阴极接法接入电路，整个过程是由秒脉冲输出接入74LS160的CLK，上升沿来临时触发160开始记数，输出的A、B、C、D接入7448七段译码器进行译码再接到数码管来显示记数的输出值。74LS48的管脚分布图如右图3.2.1.1所示图3.2.1.174LS48管脚图RI/RBO是一个特殊的端钮，有时用作输入，有时用作输出。其辅助功能端的作用如下：(1)灭灯输入RI/RBO当其作为输入使用时，且bi=0,数码管全灭，与译码器的输入信号无关。(2)试灯输入端LT当LT=0时数码管的七段全亮，与输入信号无关，该输入端可以用来