3156.数字钟的设计与制作 数电课程设计

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1、数字电路课程设计设计题目：数字钟的设计与制作指导教师：专业：电子通信姓名：学号：电子机械系数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。这些给人们带来了生活，工作等方面带来了极大的方便。数字电路的发展，使得这门课程对于我们来说是很有必要学好。数字电路设备实现简单，速度和可靠性好。抢答器在比赛等场合中不可缺少的设备。本文就是从数字电路芯片的功能中得到启示，利用功能不同的数字电路芯片的组合来实现多路抢答器的功能。其中介绍几个主要集成芯片的管脚功能和用法。最后介绍多路

2、抢答器的原理和设计过程。总结与改进部分，讲一些电路在实际设计调试中的不足，并加以改进1、设计目的：1.熟悉集成电路的引脚安排；2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；3.了解面包板结构及其接线方法；4.了解数字钟的组成及工作原理；5.熟悉数字钟的设计与制作。2、课程设计报告要求：1.简述数字钟的工作原理，附上有关资料和图纸。2.自行装配和调试，写明调试中出现的问题，并写出相应的解决方法。3.写出心得体会。1． 数字钟的构成数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。一个基本的数字钟电路主要由译码显

3、示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、星期”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”

4、采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。每累计24小时，发出一个“星期脉冲”信号，该信号将被送到“星期计数器”，“星期计数器”采用7进制计时器，可实现对一周7天的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”、“星期”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。1）.时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器及星期计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器，星

5、期计数器为7进制计数器。2）.译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。3）.数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管。4）.直流稳压电源在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。它是由电源变压器、整流、滤波和稳压电路等四部分组成。本设计采用的直流稳压电源，输入为220V的交流电，输出为5V左右的稳定电压。2．数字钟的工作原理1）晶体振荡器电路（此实验中未涉及到）晶体振荡器

6、是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。2）分频器电路（此实验中未涉及到）数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到１Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级2进制计数器来实现。将32768Hz的振荡信号分频为１Hz的分频倍数为32768（215），即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器。这里用一个14级2进制计数器和一个1级2进制计数器。2进制计数器我们采用CMOS管CD4013B。CD4013B其实是一个双D型触发器。它是由两个相同的

7、、独立的数据型触发器组成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q和—Q输出。在时钟脉冲正变化沿时预置在D输入的逻辑电平转换至Q输出。时钟置位和复位是独立的，分别通过在置位或复位线上高电平完成。3）时间计数单元时间计数单元有时计数、分计数、秒计数和星期计数等几个部分。时计数单元一般为24进制计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出也为8421BCD码；星期计数单元为7进制计数器，其输出也为两位8421BCD码形式。一般采用10进制计数器来实现时间计数单元的计数功能

8、。为减少器件使用数量，可选CD4518CD4518为双BCD加计数器，由两个相同的同步4级计数器组成，为D触发器具有内部可交换CP和EN线，用于时钟上升或下降沿的计数。在单个单元运算中，EN保持输入高电平，并且CP上升进位。CR为高电平是，清零！4）译码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为