數(shù)字時(shí)鐘數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(已修改)
2024-11-11 18:01 本頁(yè)面
【正文】 boys0809 的博客 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱(chēng) 數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 題目名稱(chēng) 功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院 *********** 專(zhuān) 業(yè) 微電子 學(xué) 學(xué) 號(hào) ********** 學(xué)生姓名 劉旭波 指導(dǎo)教師 唐惠玲 2020 年 7 月 7 日 boys0809 的博客 課題 : 功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì) 一、 簡(jiǎn)述 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。 鐘表的數(shù)字化在提高報(bào)時(shí)精度的同時(shí)，也大大擴(kuò)展了它的功能，諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。 二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 設(shè)計(jì)目的 1） 掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。 2） 熟悉集成電路的使用方法。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1） 時(shí)鐘顯示功能，能夠 以十進(jìn)制顯示 “時(shí)”、“分”、“秒”。 2） 具有校準(zhǔn)時(shí)、分 的功能。 3） 整點(diǎn)自動(dòng)報(bào)時(shí)，在整點(diǎn)時(shí)，便自動(dòng)發(fā)出鳴叫聲， 時(shí) 長(zhǎng) 1s。 數(shù)字鐘的基本原理及電路設(shè)計(jì) 一個(gè)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)、報(bào)時(shí)、顯示等基本功能的 數(shù)字鐘主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路等七部分組成。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過(guò)顯示器顯示時(shí)間。數(shù)字鐘的整機(jī)邏輯框圖如下： 圖 1 數(shù)字鐘整機(jī)邏輯圖 1） 振蕩器 方案 A：可以采用 555 時(shí)基電路與 RC 構(gòu)成多諧振蕩器，經(jīng)過(guò)調(diào)整，輸出 1000HZ 脈沖譯 碼 顯 示 電 路時(shí)計(jì)數(shù)器 分計(jì)數(shù)器 秒計(jì)數(shù)器校時(shí)電路 報(bào)時(shí)電路 多級(jí)分頻器振蕩器boys0809 的博客 信號(hào)。 其優(yōu)點(diǎn)是起振容易，振蕩周期調(diào)節(jié)范圍廣，缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定性較差，精度低，所以本實(shí)驗(yàn)不采用。 方案 B： 采用 石 英晶體振蕩器 石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率易調(diào)整，它是電子鐘的核心，用它產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，再由分頻器分成秒時(shí)間脈沖。用反相器與石英晶體構(gòu)成的振蕩電路如圖 2 所示。利用兩個(gè)非門(mén) G1 和 G2 自我反饋，使它們工作在線形狀態(tài)，然后利用石英晶體 Z1 來(lái)控制振蕩頻率。 振蕩器振蕩頻率的精度與穩(wěn)定度基本上決定數(shù)字鐘的準(zhǔn)確度 ,晶振頻率越高，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度越高。目前常見(jiàn)的石英晶振頻率是 時(shí)，則振蕩器輸出頻率為 HZ。 R22 2 M ΩR 3 8 3 2 . 7 6 8 k H z2 0 pF22 1 13 0 pFK e y = A50% 輸出 32768 赫茲信號(hào)至分頻電路 圖 2 石英晶體振蕩電路 根據(jù)兩個(gè)方案的比較，本電路將 采用 方案 B 的 晶體振蕩電路。 2） 分頻器 時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率很高，要得到 秒 脈沖，需要分頻電路。例如，振蕩器輸出 信號(hào)，可通過(guò) CD4060 經(jīng)過(guò) 14 次 2 分頻 ，再經(jīng)過(guò) 74LS74 進(jìn)行 1 次 2 分頻， 即可 獲得 1HZ的方波信號(hào)。 如下圖 3： boys0809 的博客 3） 計(jì)數(shù)器 整個(gè)計(jì)數(shù)器電路由秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時(shí)計(jì)數(shù)器串接而成。秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器各自 由 一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器串接組成，形成兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)計(jì)數(shù)器可 由兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器串接并通過(guò)反饋接成
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