【正文】 ..................................................................................................... 具 體 要求 ......................................................................................................................... 設計要求 .........................................................................................................................3 第 2 章 元 件 清 單 及 主 要 器 件 介紹 ...................................................................................................4 元 件 清單 ......................................................................................................................... 主要器件介紹 .................................................................................................................4 計數 ......................................................................................................................................................................................................................... 七段 數 碼 顯 示器 .................................................................................................7 第 3 章 設 計 原 理 與 電路 ...................................................................................................................8 計 時 電路 .........................................................................................................................8 計 秒 、 計 分 電路 ................................................................................................. 計 時 電路 ......................................................................................................... 校時電路 ....................................................................................................................... 報 時 鎖 存 信號 ................................................................................................... 報時 ...................................................................................................................13第 4 章 仿 真 結 果 及 誤 差 分析 ......................................................................................................... 實驗結果 ....................................................................................................................... 實 時 分析 .......................................................................................................................15 第 5 章 設 計 總結 .............................................................................................................................16 參 考 文獻 .........................................................................................................................................17 四川工業(yè)科技學院數字電路課程設計 摘要 本次課程設計的主題是數字電子鐘。（ 2）熟練使用 proteus仿真軟件。將標準秒信號送入“秒計數器”，“秒計數器”采用 60進制計數器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖。 關鍵詞：數字時鐘，振蕩器，計數器，報時電路 四川工業(yè)科技學院數字電路課程設計 第 1 章設計任務與要求 設計指標數字鐘簡介 數字鐘電路是一款經典的數字邏輯電路，它可以是一個簡單的秒鐘，也可以只計分和時，還可以計秒、分、時，分別為 12 進制或 24 進制，外加校時和整點報時電路。 四川工業(yè)科技學院數字電路課程設計 設計要求 設計一個有“時”、“分”、“秒”（ 23 小時 59 分 59 秒）顯示，且有校時功能的電子鐘。 R0(1)和 R0(2)是異步清零端，兩個同時為高 電平有效； R9(1)和 R9(2)是置 四川工業(yè)科技學院數字電路課程設計 9 端，兩個同時為高電平時， Q3Q2Q1Q0=1001,；正常計數時，必須保證 R0(1)和 R0(2)中至少一個接低電平， R9(1)和 R9(2)中至少一個接低電平。 表 22 列出了 74LS47的真值表，表示出了它與數碼管之間的關系。使用時公共陽極接＋ 5V。所謂異步60 進制計數器，即兩片 74LS90的時鐘不一致。這樣，個位和十位之間的進位信號就找到了，把個位的 Q3（ 11 端）連接到十位的 CKA（ 14端）上。當秒電路計到 59 秒時，產生一個高電平，在計到 60 秒時變成低電平，來一個下降沿送給計分電路做時鐘。 圖 34 四川工業(yè)科技學院數字電路課程設計 計分和計時電路可以先單獨用秒脈沖調試，以節(jié)省時間。校時校分時應切斷秒 、分、時計數電路之間的進位連線。 把上述分析所得到的的報時開始信號分別和兩個報時鎖存信號相與，產生兩路報時鎖存信號，如圖 37，上面一 路為高音報時鎖存，下面一路為低音報時鎖存。能夠實現整點報時。在這過程中對我們學的知識了更進一步的理解，而且更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法，也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。振蕩器產生的時鐘信號經過分頻器形成秒脈沖信號，秒脈沖信號輸入計數器進行計數，并把累計結果以“時”、“分”、“秒”的數字顯示出來。 由于計數的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路可以對分和時進行校時。 3． 2原理分析 數字鐘實際上是一個對標準頻率（ 1Hz）進行計數的計數電路。 Rf為反饋電阻（ 10~100MΩ），反饋電阻的作用是為 CMOS 反相器提供偏置，使其工作在放大狀態(tài)。4． 2． 1“分”、“秒”六十進制計數器 選用兩塊 74LS162 采用異步清零的方法完成 60 進制。譯碼顯示電路可采用 CD4511BC7段譯碼驅動器，其芯片引腳如圖 12。如圖 14。（ 3） 熟悉用 Proteus軟件進行數字電路仿真設計的方法。 三、設計內容 數字鐘電路工作原理 電子數字鐘的，通過計時精度很高的石英晶振，采用相應進制的計數器，轉化為二進制數，經過譯碼和顯示電路準確地將時間“時”“分”“秒”用數字的方式顯示出來。 （ 1）秒信號發(fā)生電路 根據計時的精度確定石英晶振的頻率，采用 32768HZ 的石英晶體振蕩器通過 15 次的分頻來獲得秒脈沖的信號，作為計時的基本單位。 CD451815 腳和 2 腳分別為清零端，當它為高電平時，QD～ QA=0 為低電平，執(zhí)行計數功能，其脈沖輸入有 2 個方式，從 2 腳10 腳輸入時，為下降沿計數，此時 9 腳 1 腳接低電平才有效，否則不能計數，計數脈沖信號從 9腳 1 腳輸入時，從脈沖的上升沿開始計數，此時， 2 腳 10腳應高電平才有效，否則不能計數。時計數器電路如圖 4： 數字電子技術課程設計報告 (3)譯碼顯示電路設計由計數器得到的 4 位二進制碼的必須 通過譯碼后轉為人民習慣的數字顯示。 LED是共陰的。脈沖輸入到 74LS32的 10 腳。 1 秒信號分別送入“時”、“分”、“秒”計數器，用顯示器檢查計數器的工作情況，看計數器是否按設計的進制計數。并附帶原理闡述。 (5)用 Multisim或者 Proteus畫仿真圖。燈亮后經過 40 秒左右的延時節(jié)電開關自動關閉，燈滅。設計一款基于 CD4511 八路搶答器，該電路包括搶答，編碼，優(yōu)先，鎖存，數顯和復位。 1八路聲光報警器的設計與實現 八路聲光報警器中八位優(yōu)先編碼器 CD4532將輸入 D0~D7的八路開關量譯成三位 BCD 碼，經 BCD鎖存 /七段譯碼 /驅動器 CD4511譯碼，驅動共陰極數碼管顯示警報電路 0— 7，路輸入開關中的任一路開路，顯示器即顯示該路號，發(fā)出數碼光報警；同時優(yōu)先編碼器 CD4532 的 GS 段輸出高電平，使開關三極管飽和導通，啟動聲報警電路工作。通過編寫程序，在它內部存儲若干幅圖形和文字，用一只輕觸按鈕來選擇要顯示的內容，并且使用一只動作傳感器開關來確保顯示正常。電路主要由NE555,4518,4511 實現。上電后 ,電路自動計數 .由 0 增至 99,不斷循環(huán)計數 .數字上升速度快慢由 NE555 振蕩頻率決定 .S1 為計數清零按鍵 .NE555 構成時鐘信號發(fā)生器 ,CD4518 為二 /十進制加法計數器 ,CD4511 為譯碼驅動器 ,調節(jié) R17 可調節(jié) NE555 的振蕩頻率 .C1 為充放電電容 ,電容容量愈大 ,充電時間愈長 ,則振蕩頻率愈低。其中主體電路完成數字鐘的基本功能，即：能準確計時，以數字形式顯示小時、分秒的時間；小時計時以“ 24 進 1”，分和秒的計時以“ 60 進 1”；具有校正時和分的功能。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高，但耗電量增大且分頻級數多。 由于此次設計所提供的芯片主要是 74ls00 且方案三精度較高，連線簡單所以選用方案三。 校時校分電路 當數字鐘接通電源或者計時出現誤差時，均需要校正時間。 141 242 擴展電路 隨著技術的發(fā)展，這種具有基本功能的數字鐘并不能滿足人們的要求，所以通常要根據不同人的需要進行功能的擴展，下面按照人們常用到的數字鐘功能提供了幾種擴展電路方案 : 方案 1：仿廣播電臺整點報時電路。此方案較為復雜。下圖為一個一碼顯示的配套電路，本次設計中需使用 6 套來顯示我們所需要觀察到的數字。音響電路中采用射級輸出端，推動 8 歐德蜂鳴器，三極管基極串接 1K 歐限流電阻，是為了防止電流過大損壞蜂鳴器，三極管選用高頻功率管即可，本設計使用 8085NPN 型三極管，具有方向特性可以節(jié)約一個非門。設 4 聲低音（采用 50HZ分別發(fā)生在 59 分 51 秒、 53 秒、 55 秒、 57 秒、 59 秒，它們的持續(xù)時間為 1S。如圖 231。具體電路圖見圖 161 方案 3：報整點時數電路。這種電路簡單，但