《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書-多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計-預(yù)覽頁
【正文】 可完成特定的振蕩延時作用。 圖 9 整點報時電路武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 9 頁 顯示部分 顯示部分有數(shù)碼管和 BCD 數(shù)碼管譯碼器 74LS48 組成。時校時電路和分校時電路都是一致的，校時脈沖信號為 10HZ脈沖，這樣速度正好適中，適合校時。武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 7 頁圖 6 分、秒計數(shù)部分電路設(shè)計 校時電路設(shè)計 當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)錯誤是，需要校正時間，校時是數(shù)字鐘應(yīng)具備的基本功能。當(dāng)分（秒）計數(shù)部分的個位接受秒計數(shù)部分的信號（秒計數(shù)接受的信號為振蕩器經(jīng)分頻后輸出的 1HZ 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖） ，計數(shù)滿 60 后向時計數(shù)部分的十位給出一個進位信號。時十位計數(shù)部分接受個位的進位信號并進行計數(shù)，當(dāng)十位和個位計滿 24 個數(shù)后計數(shù)器清零。經(jīng)過 3 次 1/10 分頻后正好是 1HZ，為標(biāo)準(zhǔn)的秒輸入脈沖。 分頻設(shè)計分頻器的工作主要有兩個：第一，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖。這里選用 555 構(gòu)成的多諧振蕩器，設(shè)計振蕩頻率為 1KHZ，電路圖如圖所示。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘的準(zhǔn)確度，通常選用石英體構(gòu)成的振蕩電路。武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 2 頁多功能數(shù)字鐘 任務(wù) 設(shè)計一個多功能的數(shù)字鐘。校時電路工作時，封鎖計數(shù)器的進位信號，由 10HZ 給出計數(shù)信號，方便校時。電路仿真設(shè)計報告的撰寫時間安排： 序號 階段內(nèi)容 時間1 方案設(shè)計 1 天2 電路仿真 2 天3 撰寫報告 1 天4 答辯 1 天合 計 5 天指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書 II摘要 本設(shè)計是基于 555 定時器產(chǎn)生脈沖的多功能數(shù)字鐘，能夠分別顯示時、分、秒，還能夠?qū)r鐘做校時操作，本設(shè)計時鐘還具有整點報時功能。要求完成的主要任務(wù): 電路原理圖設(shè)計和相關(guān)參數(shù)的確定。計數(shù)器輸出輸?shù)降?7 端數(shù)碼管譯碼器，再書到數(shù)碼管進行顯示出時間。所以制作這樣一個簡易的多功能時鐘有其現(xiàn)代的意義。 3）校正時間 擴展功能1）定時控制2）整點報時 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成原理框圖 時 顯 示 器 分 顯 示 器 秒 顯 示 器報 時 電 路時 譯 碼 器 分 譯 碼 器 秒 譯 碼 器是 計 數(shù) 器 分 計 數(shù) 器 秒 計 數(shù) 器校 時 電 路振 蕩 器 分 頻 器武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 3 頁方案設(shè)計與選擇 振蕩器的設(shè)計 振蕩器的選擇 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。如果精度要求不高也可以采用集成邏輯門與 RC 組成的時鐘源振蕩器如圖 2 或由555 定時器與 RC 組成的多諧振蕩器如圖 3。通過確定 R1=。因為 555定時器產(chǎn)生 1KHZ 的信號，第一片的 Q3 輸出 100HZ，第二片的 Q3 輸出 10HZ，第三片輸出 1HZ。當(dāng)時計數(shù)部分的個位接受分計數(shù)部分的信號，計數(shù)滿 10 后向時計數(shù)部分的十位給出一個進位信號。設(shè)計電路圖如圖 6。計數(shù)規(guī)律是從 00——56——00。校時電路要求在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)，在分校時時不影響秒和小時的計數(shù)。改進圖如圖 8： 武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 8 頁圖 8 校時電路 整點報時電路設(shè)計 設(shè)計原理圖如下圖 9，由圖可知，當(dāng)分十位 Q0Q分個位 Q0Q秒十位 Q0Q2和秒個位 Q3 同時為“1”時，電路驅(qū)動 NPN 三極管，報時電路工作，即當(dāng)分、秒時間為 59 分 5859 秒兩秒內(nèi)蜂鳴器發(fā)出響聲報時。 圖 10 數(shù)碼管顯示電路武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 10 頁 總體設(shè)計電路圖圖 11 總體電路圖武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 11 頁元器件的選擇 振蕩器 NE555 NE555 (Timer IC)大約在 1971年由 Sigics Corporation 發(fā)布，在當(dāng)時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的 Timer IC。 ，可直接推動多種自動控制的負(fù)載。觸發(fā)信號上緣電壓須大于 2/3 VCC，下緣須低于 1/3 VCC 。 Pin 4 (重置) 一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。 Pin 6 (重置鎖定) Pin 6 重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。供應(yīng)電壓的范圍是 + 伏特( 最小值 )至 +16 伏特( 最大值)。圖 12 74LS90 的連接圖表 1 74LS90 計數(shù)/復(fù)位真值表武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 13 頁表 2 74LS90 BCD 數(shù)碼順序 譯碼器 74LS48 74LS48 芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，下面是 74LS48 的引腳圖和功能表。仿真軟件有很多，multsim、protues 等都可以電路仿真。 振蕩器部分的仿真 NE555 輸出結(jié)果仿真將示波器接到 NE555 的輸出端 3 腳上。符合設(shè)計要求。從圖中可以看出來，武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 17 頁波形的高低電平不標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生了形如充放電的波形。 時間顯示仿真 計時中數(shù)碼管的顯示。校時仿真通過點擊校時按鈕達到校時目的，當(dāng)用點觸式按鍵時，沒點擊一次，時間向上加 1，直到校正時間為此。武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 19 頁6 總結(jié)通過這次數(shù)電課程設(shè)計，我對數(shù)字電路設(shè)計的知識有了更深一步的了解。通過對比實際的仿真結(jié)果和用仿真軟件的仿真結(jié)果，認(rèn)識到了理論和實際的差距。首先利用 NE555 定時器產(chǎn)生 1KHZ 頻率的方波，經(jīng)過三個十進制計數(shù)器分頻后成為 1HZ 的標(biāo)準(zhǔn)時間脈沖，輸入下一級的時間計時電路，時間計時電路中秒、分為 60 進制，時為 24 進制，時間脈沖先后從秒計數(shù)器到分計數(shù)器再到時計數(shù)器，并且每部分都輸出到數(shù)碼管顯示當(dāng)時時間，完成時間顯示。 一般振蕩器振蕩頻率越高，頻率就越準(zhǔn)確，本設(shè)計使振蕩器產(chǎn)生1KHZ 的頻率，再經(jīng)分頻得到的秒脈沖。成績評定依據(jù)：最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定
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