數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-03 19:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ..........................................................................................16 時(shí)間顯示仿真 .......................................................................................................................17 整點(diǎn)報(bào)時(shí)、校時(shí)電路仿真 ...................................................................................................186 總結(jié) ..............................................................................................................................19附錄 元件清單 ................................................................................................................20參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................21武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 1 頁(yè) 時(shí)鐘是現(xiàn)在最基本最常見(jiàn)的生活用品，隨著現(xiàn)代人們的忙碌，似乎每一個(gè)角落都裝上時(shí)鐘才能滿足人們對(duì)知曉時(shí)間的需求，現(xiàn)在很多宿舍樓，商場(chǎng)等都裝上了時(shí)鐘。所以制作這樣一個(gè)簡(jiǎn)易的多功能時(shí)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(jì)說(shuō)明書(shū)第 2 頁(yè)多功能數(shù)字鐘 任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)多功能的數(shù)字鐘。、要求 基本要求 1) 準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字的形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。 2）小時(shí)為 24 或 12 進(jìn)制，分和秒為 60 進(jìn)制。 3）校正時(shí)間 擴(kuò)展功能1）定時(shí)控制2）整點(diǎn)報(bào)時(shí) 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成原理框圖 時(shí) 顯 示 器 分 顯 示 器 秒 顯 示 器報(bào) 時(shí) 電 路時(shí) 譯 碼 器 分 譯 碼 器 秒 譯 碼 器是 計(jì) 數(shù) 器 分 計(jì) 數(shù) 器 秒 計(jì) 數(shù) 器校 時(shí) 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(jì)說(shuō)明書(shū)第 3 頁(yè)方案設(shè)計(jì)與選擇 振蕩器的設(shè)計(jì) 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(shuō)來(lái)，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)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(jí) 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(shí)鐘源振蕩器如圖 2 或由555 定時(shí)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(jì)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(jì)說(shuō)明書(shū)第 4 頁(yè)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(shí)器的脈沖時(shí)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(guò)程的方程式： (2)1)3(32RCtecc? 充電時(shí)間為： (3))2()1(1Rt ???? 放電過(guò)程的方程式：武漢理工大學(xué)《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 5 頁(yè) （4）12)03(1RCteVcc??? 放電時(shí)間為： (5) 總時(shí)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(shí)間算出，確定電阻 R1。通過(guò)確定 R1=。 分頻設(shè)計(jì)分頻器的工作主要有兩個(gè)：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(hào)，比如校時(shí)電路中用到的 10HZ，就是為了校時(shí)方便而設(shè)計(jì)。選擇計(jì)數(shù)器作為分頻器，計(jì)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(jì)數(shù)器 74LS90 可以完成上訴功能，74LS90 是二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)?555定時(shí)器產(chǎn)生 1KHZ 的信號(hào)，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(guò) 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(jì)說(shuō)明書(shū)第 6 頁(yè) 時(shí)分秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 時(shí)計(jì)數(shù)部分設(shè)計(jì)時(shí)間計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)為 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)，有多種計(jì)數(shù)器可供選擇，本設(shè)計(jì)仍選 74LS90 作為計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)電路圖如圖 5。當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)部分的個(gè)位接受分計(jì)數(shù)部分的信號(hào)，計(jì)數(shù)滿 10 后向時(shí)計(jì)數(shù)部分的十位給出一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。時(shí)十位計(jì)數(shù)部分接受個(gè)位的進(jìn)位信號(hào)并進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)十位和個(gè)位計(jì)滿 24 個(gè)數(shù)后計(jì)數(shù)器清零。計(jì)數(shù)規(guī)律是從 00——23——00。 圖 5 時(shí)計(jì)數(shù)部分電路 分、秒計(jì)數(shù)部分設(shè)計(jì)分和秒一樣，都采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)仍選 74LS90 作為計(jì)數(shù)器。設(shè)計(jì)電路圖如圖 6。當(dāng)分（秒）計(jì)數(shù)部分的個(gè)位接受秒計(jì)數(shù)部分的信號(hào)（秒計(jì)數(shù)接受的信號(hào)為振蕩器經(jīng)分頻后輸出的 1HZ 的標(biāo)準(zhǔn)脈沖） ，計(jì)數(shù)滿 60 后向時(shí)計(jì)數(shù)部分的十位給出一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。分（秒）十位計(jì)數(shù)部分接受個(gè)位的進(jìn)位信號(hào)并進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)滿 6 就想前一級(jí)給
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