數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)--數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)報(bào)告-其他專業(yè)-文庫(kù)吧
2024-12-30 11:52 本頁(yè)面
【正文】 電源 模塊： 電源 模塊用于產(chǎn)生 1Hz 的時(shí)鐘，產(chǎn)生 1Hz 時(shí)鐘頻率的方案主要有以下兩個(gè)： a：采用 555 產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘，然后通過(guò)適當(dāng)分頻得到 1Hz 的時(shí)鐘。 b：采用晶振產(chǎn)生一個(gè)高頻時(shí)鐘，然后通過(guò)適當(dāng)分頻產(chǎn)生 1Hz的時(shí)鐘。 由于 555 是通過(guò) RC振蕩產(chǎn)生波形的，而電阻、電容本身就存在較大誤差，再加上電阻對(duì)溫度敏感， 所以對(duì)外界的依賴太大，產(chǎn)生 1HZ 的脈沖的誤差 也是十分的大。 而 在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十，并且普通晶振價(jià)格低廉，電路連接簡(jiǎn)單。 因此， 電源 模塊顯然是選擇采用晶振。 計(jì)數(shù)模塊： 在價(jià)格的優(yōu)勢(shì)上我們 選擇 74HC 系列 的芯片，而 74 系列的芯片 有 74HC160 BCD 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、 74HC161 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、 74HC190 BCD 十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器、 74HC191 4位二進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器、 74HC192 同步清零 BCD 十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)器、 74HC193 同步清零4位加減二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 考慮到我們做的是時(shí)鐘， BCD 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器即可滿足要求，再加上 74HC190~193雖然一片有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，但是一片的 價(jià)格比 兩片的 160 還要 貴，因此我們選擇 74HC160作為計(jì)數(shù)芯片。 譯碼驅(qū)動(dòng) 和顯示 模塊： 驅(qū)動(dòng)模塊采用 7段譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管， 我們采用了 74HC4511，因?yàn)?74LS48 和74LS47 都是比較貴的用的也不是很普遍。 采用數(shù)碼管顯示，可選擇的有共陰、共陽(yáng)數(shù)碼管，因?yàn)?74HC4511 是高電平有效的， 所以理所當(dāng)然選擇共陰數(shù)碼管了。 校時(shí)模塊： 校時(shí)的方式有很多種，主要了解 到的有： 六個(gè) 按鍵分別對(duì) 想要調(diào)時(shí)的計(jì)數(shù)器 進(jìn)行校時(shí)。 3 ，按下相應(yīng)按鍵后將 1Hz 的時(shí)鐘輸給相應(yīng)的計(jì)數(shù)器，使之自動(dòng)增加。 上面兩種的方案的電路設(shè)計(jì)都非常簡(jiǎn)單，但是稍微注意觀察就可以注意到以上的校時(shí)方案存在著校時(shí)時(shí)間長(zhǎng) 和按鍵過(guò)多等 缺點(diǎn)，第 1 種方案調(diào)時(shí) 的按鍵太多需要六個(gè)，而對(duì)應(yīng)的一個(gè)按鍵又只能調(diào)一個(gè)造成了體積龐大和按鍵的浪費(fèi)， 第二種方案校分時(shí)等待時(shí)間最長(zhǎng)需要 59 秒，校時(shí)的時(shí)候最長(zhǎng)需要 11秒。顯然這兩種設(shè)計(jì)都不人性化。 為了解決上訴方案中的不足，校時(shí)電路采用用一個(gè)按鍵控制 74Hc160和 74HC138 選中相應(yīng)數(shù)碼管，并用另一個(gè)按鍵對(duì)相應(yīng)的數(shù)碼管進(jìn)行校時(shí)，這樣每一位最多需要按 9下按鍵即可完成校時(shí)，并且可以對(duì)每一位進(jìn)行校時(shí)。這是其他校時(shí)方案無(wú)法比擬的。但需要說(shuō)明的是此校時(shí)方案使得電路變得復(fù)雜。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)模塊： 整點(diǎn)報(bào)時(shí)主要有兩種可行方案。 0，采用各種邏輯門電路判斷分和時(shí)都同時(shí)為 0 的時(shí)候進(jìn)行報(bào)時(shí) ，可采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成此功能。 顯然第一種方案雖然原理簡(jiǎn)單，但是實(shí)現(xiàn)的時(shí)候電路非常復(fù)雜，電路 的復(fù)雜增加了電路的不穩(wěn)定因素；第二中方案電路簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)；顯然采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成此功能。 設(shè)計(jì)主要原理及電路分析 時(shí)鐘模塊： 時(shí)鐘模塊采用 的晶振經(jīng)過(guò) 74HC4060 14 次二分頻分頻得到 2Hz 的時(shí)鐘頻率，再經(jīng)過(guò) 一個(gè) 74HC160 進(jìn)行二分頻，最終得到 1Hz 的時(shí)鐘。 電路圖如下： 4 由于 74HC4060 內(nèi)部已經(jīng)有反向器，所以晶振部分無(wú)需加反向器。 計(jì)數(shù)模塊： 計(jì)數(shù)模塊 的總電路圖 ： 個(gè)位向十位進(jìn)位： 5 上圖是秒、分、時(shí)個(gè)位向十位進(jìn)位的局部圖，圖中或非門是校時(shí)模塊的部
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