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(編輯修改稿)
2025-07-03 19:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ..........................................................................................16 時間顯示仿真 .......................................................................................................................17 整點報時、校時電路仿真 ...................................................................................................186 總結(jié) ..............................................................................................................................19附錄 元件清單 ................................................................................................................20參考文獻 .........................................................................................................................21武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 1 頁 時鐘是現(xiàn)在最基本最常見的生活用品，隨著現(xiàn)代人們的忙碌，似乎每一個角落都裝上時鐘才能滿足人們對知曉時間的需求，現(xiàn)在很多宿舍樓，商場等都裝上了時鐘。所以制作這樣一個簡易的多功能時鐘有其現(xiàn)代的意義。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。、要求 基本要求 1) 準(zhǔn)確計時，以數(shù)字的形式顯示時、分、秒的時間。 2）小時為 24 或 12 進制，分和秒為 60 進制。 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。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。一般說來，振蕩器的頻率越高，計時精度越高。如圖 1 為電子手表集成電路中的晶體振蕩電路，常取晶振頻率為 32768HZ，因其內(nèi)部有15 級 2 分頻集成電路，所以輸出端正好是 1HZ 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖。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。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。圖 1 晶體振蕩器武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 4 頁圖 2 邏輯門與 RC 振蕩器圖 3 NE555 振蕩器電路 參數(shù)確定 555 定時器的脈沖時間是由于 RC 充放電確定的。根據(jù)三要素公式： （1）??1)()0(1)()1RCteVcVct ????? 充電過程的方程式： (2)1)3(32RCtecc? 充電時間為： (3))2()1(1Rt ???? 放電過程的方程式：武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 5 頁 （4）12)03(1RCteVcc??? 放電時間為： (5) 總時間為： （6）ftt?? 頻率為： （7）12121 )(43.)( ??? 首先確定 C1=，R2= ，需要輸出頻率 f=1KHZ，將充放電時間算出，確定電阻 R1。通過確定 R1=。 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。第二，是提供電路工作所需要的信號，比如校時電路中用到的 10HZ，就是為了校時方便而設(shè)計。選擇計數(shù)器作為分頻器，計數(shù)器有很多元件可以選擇，但是要合理充分的利用，選擇 3 片中規(guī)模集成計數(shù)器 74LS90 可以完成上訴功能，74LS90 是二—五—十進制計數(shù)器。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。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。 電路圖如圖4： 圖 4 分頻電路武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計說明書第 6 頁 時分秒計數(shù)器的設(shè)計 時計數(shù)部分設(shè)計時間計數(shù)設(shè)計為 24 進制計數(shù)，有多種計數(shù)器可供選擇，本設(shè)計仍選 74LS90 作為計數(shù)器。設(shè)計電路圖如圖 5。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。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。計數(shù)規(guī)律是從 00——23——00。 圖 5 時計數(shù)部分電路 分、秒計數(shù)部分設(shè)計分和秒一樣，都采用 60 進制計數(shù)，本設(shè)計仍選 74LS90 作為計數(shù)器。設(shè)計電路圖如圖 6。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。分（秒）十位計數(shù)部分接受個位的進位信號并進行計數(shù)，計滿 6 就想前一級給
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