电子技术课程设计-- 数字电子钟

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1、河南理工大学课程设计说明书课程名称：电子技术基础设计题目：数字电子钟院系：电气工程及其自动化学院专业班级：自动化11-02班姓名：王鸿舸学号：9指导老师：王素玲数字电子钟的设计摘要：数字电子钟电路采用protues进行仿真，实现以下功能：计时、上下午显示、调时、定时闹钟，此设计用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲，用74161计数器进行脉冲计数，用BCD-7段译码器驱动数码管，用数码管作为显示电路。用7485作为数值比较器以判断上下午时间，用74LS688数值比较器来实现定时功能。关键词：protues

2、；555定时器；74161计数器；BCD-7段译码器；数码管；7485、74LS688数值比较器目录第1章数字电子钟设计框图及方案选择…………11.1系统框图……………………………………………11.2方案选择……………………………………………1第2章数字电子钟各单元功能的实现……………32.1秒脉冲产生电路……………………………………32.2脉冲计数电路………………………………………32.3BCD译码及显示电路………………………………42.4上下午LED显示电路………………………………52.5调时电路………

3、……………………………………62.6定时及闹钟电路……………………………………7第3章数字电子钟电路仿真…………………………83.1protues仿真软件的介绍……………………………83.2数字电子钟电路仿真效果…………………………8结语数字电子钟电路设计的总结…………………12参考文献…………………………………………………13附录A元件清单…………………………………………14附录B数字电子钟总电路效果图……………………15第1章数字电子钟总设计框图及设计方案选择1.1数字电子钟总设计框图1.2数字电子钟设

4、计方案选择a.秒脉冲产生电路选择方案一：使用门电路组成的多谐振荡器产生秒脉冲方案二：用施密特触发器构成的波形产生电路产生秒脉冲方案三：用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲通过合适设计这三种方案均能产生秒脉冲，但考虑到555比较器内部的比较器灵敏度更高，且采用差分电路形式，其组成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小，工作更为稳定，所以选择方案三。b.上下午LED显示电路选择方案一：时计数每到12或24就向T触发器发送一个脉冲，使其输出电平跳变一次以实现上下午显示LED灯亮灭状态的切换。方案

5、二：时计数每到12或24就向两个D触发器组成的循环移位电路发送一个脉冲，使两个D触发器的Q端电平跳变一次，以实现上下午显示LED灯亮灭状态的切换。方案三：使用数值比较器来拿时计数与12比较，来判断上下午，然后控制上下午对应的LED灯的亮灭。14前两个方案需要考虑触发器的初始状态，设计比较麻烦，而且出错的可能性较大，所以选择方案三。c.调时电路的选择方案一：使用6个8拨码开关组成的预置数电路，将其各个预置数输出端口对应接到各个74161的D0、D1、D2、D3端，通过调节各个拨码开关的闭合来调节其组成的预置数

6、电路的预置数，然后向各个74161的PE（load）端发送一个低电平，将用拨码开关调好的预置数输出到74161的Q端，实现调时功能。方案二：使用一个7拨码开关选择需要调节的计数器使其使能，并关断多谐振荡器产生的秒脉冲，然后用按键脉冲产生电路手动向计数器的CP端输入单个脉冲，实现时间调节。因为方案二所用元器件更少且电路非常简单，操作简便，所以选择方案二。d.定时器闹钟中的延时电路选择方案一：以秒脉冲作为输入脉冲，使用触发器及其他门电路组成一个5计数电路，每计完5个数输出端跳变一次，完成闹钟延时。方案二：以秒脉

7、冲作为输入脉冲，使用74161计数器计脉冲数，判断计完5个数后，关闭闹钟。方案二思路更为清晰，设计非常简便，所以选择方案二。14第2章数字电子钟各单元功能的实现2.1秒脉冲产生电路使用555定时器组成的多谐振荡器产生秒脉冲，如下图。利用公式：,令，保证脉冲宽度为1S，并使尽量小，保证脉冲高低电平占空比接近50%。2.2脉冲计数电路以4位计数器74161作为计数器。142.3BCD译码及显示电路以74LS47作为BCD译码器驱动数码管，以8段码共阳数码管作为时钟显示部分。142.4上下午LED显示电路以748

8、5作为数值比较器比较时计数与12的大小，如果时计数小于等于12，说明时间为上午，让绿色LEDD1亮；如果时计数大于12，说明时间为下午，让红色LEDD2亮。142.5调时电路图中为正常计时时的拨码开关状态。如果需要调时需要将第7个开关关闭，即关断555多谐振荡电路产生的秒脉冲，然后把第六个开关打开，以使秒计时的个位计数器的ENP和ENT置低，防止手动调时时秒计时的个位计数器计数，再将需要调时的计数器对应的拨码开关