數(shù)字時鐘數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(已修改)
2024-11-11 18:01 本頁面
【正文】 boys0809 的博客 課 程 設(shè) 計 課程名稱 數(shù)字電路課程設(shè)計 題目名稱 功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計 學(xué)生學(xué)院 *********** 專 業(yè) 微電子 學(xué) 學(xué) 號 ********** 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 一、 簡述 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。 鐘表的數(shù)字化在提高報時精度的同時，也大大擴展了它的功能，諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。 二、 設(shè)計任務(wù)和要求 設(shè)計目的 1） 掌握數(shù)字鐘的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。 2） 熟悉集成電路的使用方法。 設(shè)計任務(wù)與要求 1） 時鐘顯示功能，能夠 以十進制顯示 “時”、“分”、“秒”。 2） 具有校準(zhǔn)時、分 的功能。 3） 整點自動報時，在整點時，便自動發(fā)出鳴叫聲， 時 長 1s。 數(shù)字鐘的基本原理及電路設(shè)計 一個具有計時、校時、報時、顯示等基本功能的 數(shù)字鐘主要由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時電路、報時電路等七部分組成。石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時間。數(shù)字鐘的整機邏輯框圖如下： 圖 1 數(shù)字鐘整機邏輯圖 1） 振蕩器 方案 A：可以采用 555 時基電路與 RC 構(gòu)成多諧振蕩器，經(jīng)過調(diào)整，輸出 1000HZ 脈沖譯 碼 顯 示 電 路時計數(shù)器 分計數(shù)器 秒計數(shù)器校時電路 報時電路 多級分頻器振蕩器boys0809 的博客 信號。 其優(yōu)點是起振容易，振蕩周期調(diào)節(jié)范圍廣，缺點是頻率穩(wěn)定性較差，精度低，所以本實驗不采用。 方案 B： 采用 石 英晶體振蕩器 石英晶體振蕩器的特點是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、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，再由分頻器分成秒時間脈沖。用反相器與石英晶體構(gòu)成的振蕩電路如圖 2 所示。利用兩個非門 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，計時準(zhǔn)確度越高。目前常見的石英晶振頻率是 時，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 赫茲信號至分頻電路 圖 2 石英晶體振蕩電路 根據(jù)兩個方案的比較，本電路將 采用 方案 B 的 晶體振蕩電路。 2） 分頻器 時間標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率很高，要得到 秒 脈沖，需要分頻電路。例如，振蕩器輸出 信號，可通過 CD4060 經(jīng)過 14 次 2 分頻 ，再經(jīng)過 74LS74 進行 1 次 2 分頻， 即可 獲得 1HZ的方波信號。 如下圖 3： boys0809 的博客 3） 計數(shù)器 整個計數(shù)器電路由秒計數(shù)器、分計數(shù)器、時計數(shù)器串接而成。秒計數(shù)器和分計數(shù)器各自 由 一個十進制計數(shù)器和一個六進制計數(shù)器串接組成，形成兩個六十進制計數(shù)器。時計數(shù)器可 由兩個十進制計數(shù)器串接并通過反饋接成
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