【導(dǎo)讀】“60進(jìn)1”；具有校正時和分的功能。頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。60后向小時計數(shù)器進(jìn)位，小時計數(shù)器按照“24翻1”規(guī)律計數(shù)。各擴(kuò)展電路必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行功能擴(kuò)。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字。電量增大且分頻級數(shù)多。該方案優(yōu)點(diǎn)是走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定，集成度高，所需。方案2：由集成電路定時器555與RC組成的多諧振器，電路圖。該方案的優(yōu)點(diǎn)是起振容易，振蕩周期調(diào)節(jié)范圍廣，缺點(diǎn)。頻率穩(wěn)定性差，精度低，所以在本實驗中不宜使用。能，用6個級聯(lián)即可以得到1Hz的脈沖，該方案原理簡單，易于調(diào)試，因此此次設(shè)計選用該。該方案功能靈活，芯片統(tǒng)一。當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，均需要校正時間。分校正時不影響時和秒的正常計數(shù)。號，不易控制其穩(wěn)定性。方案3：三個與非門和基本RS觸發(fā)器。本設(shè)計使用BS201和CD4511配套使用實現(xiàn)譯碼顯示功能。其中基本RS觸發(fā)器可以完全消除開關(guān)的機(jī)械抖動。

　　

【正文】 方波也可由 555 定時器產(chǎn)生，但由于標(biāo)準(zhǔn)電阻和電容值的選擇會帶來一些積累誤差，也可選用其他更精確的振蕩電路來實現(xiàn)。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計 第 4 章仿真結(jié)果及誤差分析 實驗結(jié)果 成功設(shè)計一個有“時”、“分”、“秒”（ 23 小時 59 分 59 秒）顯示，有校時功能的電子鐘。能夠?qū)崿F(xiàn)整點(diǎn)報時。在 59 分 51 秒時輸出信號，音頻持續(xù) 10 秒，在結(jié)束時刻為整點(diǎn)。且能夠正常仿真。 如圖 41 是完整的數(shù)字鐘電路圖。 圖 本次課程設(shè)計電路完全按照仿真圖所連的，在測試時，當(dāng)開始進(jìn)行時校時時，沒有出現(xiàn)問題，但當(dāng)進(jìn)行到分校時時，發(fā)現(xiàn)計數(shù)電路的秒電路開始亂跳出錯。因此，電路一定是有地方出錯了，在反復(fù)對照后，發(fā)現(xiàn)是因為在接入校正電路時忘了把秒十位和分個位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時一定要注意把不要的多余的線拿掉。 仿真時用的脈沖是用的軟件里的時鐘脈沖，沒有使用 555 定時器，可能會造成一定的誤差。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計 第 5 章設(shè)計總結(jié) 通過這次數(shù)字電子鐘的課 程設(shè)計，我們把學(xué)到的東西與實踐相結(jié)合，深化了我對數(shù)字電路設(shè)計和模擬電路的設(shè)計，讓我在設(shè)計的實踐中獲得了更多的知識，同時鍛煉了我的動手能力。在這過程中對我們學(xué)的知識了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)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(dú)立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。 雖然這只是一次學(xué)期末的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課設(shè)計的一般步驟、方法和設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題。我覺得這次設(shè)計是很有重要意義的，它鍛煉了同學(xué)們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力，了 解了各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點(diǎn)，同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。 總之，這次課程設(shè)計讓我學(xué)到了好多東西，這種課程設(shè)計對一個大學(xué)生是非常重要的。在此我要感謝我同組的搭檔蔡西！然后，非常感謝廖老師的耐心指導(dǎo)！ 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計 參考文獻(xiàn) 【 1】張存禮、韓愛娟主編 .電子技術(shù)綜合實訓(xùn) .北京師范大學(xué)出版社 .?！?2】朱清慧主編 .Proteus 教程 .清華大學(xué)出版社 .。【 3】閻石主編 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .。 第五篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計 南昌大學(xué) 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計實驗報告 姓 名： 付 容學(xué) 號： 6100212236 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院班 級： 電氣信息 I 類 126 班實驗名稱： 數(shù)字鐘設(shè)計 一、實驗?zāi)康? 熟悉數(shù)字系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法； 熟悉根據(jù)任務(wù)的要求合理選擇集成器件的方法； 學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字鐘的工作原理及設(shè)計方法，并且通過對數(shù)字鐘的制作 進(jìn)一步了解各種中、小規(guī)模集成電路的功能及使用方法； 學(xué)習(xí)使用 protel 軟件進(jìn)行電子電路的原理圖設(shè)計、印制電路板設(shè)計； 初步掌握 PCB板的制作流程及其工藝； 掌握數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)試方法； 提高檢查故障和排除故障的能力。 二、實驗任務(wù) 利用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計并制作一個數(shù)字顯示時、分、秒的時鐘，應(yīng)具備如下功能： 能進(jìn)行正常的時、分、秒計時功能，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間； 時應(yīng)以 24小時計時周期，計數(shù)序列為 00— 23； 計時出現(xiàn)誤差時能校正，可以分別對時和分進(jìn)行校正。 三、實驗器材 計算機(jī)、 protel軟件、 555定時器一個、 6個 74LS16 3 個 74LS90、個 74LS 4 6 個數(shù)碼管、若干個 74LS00和 74LS0 電源、開關(guān)。 四、實驗原理 電路的總體原理框圖 數(shù)字鐘是一個將“時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它 數(shù)字鐘的構(gòu)成 的計時周期為 24 小時，顯示滿刻度為 23 時 59 分 59秒，另外應(yīng)有校時功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、校時電路、振蕩電路組成。數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（ 1HZ）進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的 1HZ時間信號必須做 到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使振蕩電路構(gòu)成數(shù)字鐘。 ⑴ 555 振蕩電路 555 定時器振蕩電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 1KＨ z 的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了 555 振蕩電路。 ⑵分頻器電路 分頻器電路用 74LS90芯片將 1kＨ z的高頻方波信號經(jīng) 3次分頻后得到1Hz 的方波信號供秒計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。分頻器實際上也就是計數(shù)器。 ⑶時間計數(shù)器電路 時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為 60 進(jìn)制計數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計要求，時個位和時十位計數(shù)器為 12 進(jìn)制計數(shù)器。⑷譯碼驅(qū)動電路 譯碼驅(qū)動電路將計數(shù)器輸出的 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。 ⑸數(shù)碼管 數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（ LED）數(shù)碼管和液晶（ LCD）數(shù)碼管，本設(shè)計提供的為 LED數(shù)碼管。 數(shù)字鐘工作原理 數(shù)字電子鐘的原理方框圖如上圖，該電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及數(shù)碼顯示管、校時電路、整點(diǎn)報時電路等組成。秒信號發(fā)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，本實驗用 555 定時器來實現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用六十進(jìn)制計數(shù)器，每累計 60 秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”采用六十進(jìn)制計數(shù)器，每累計 60 分鐘發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號作為“時計數(shù)器”的時鐘脈沖。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯 示譯碼器譯碼，通過 LED 七段共陰極數(shù)碼顯示管顯示出來。整點(diǎn)報時電路是根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生脈沖信號，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路是用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整的。 五、實驗設(shè)計方案 六十進(jìn)制計數(shù)器電路 由兩片 74160 構(gòu)成的六十進(jìn)制計數(shù)器如下圖所示。首先將兩片 74160構(gòu)成一百進(jìn)制計數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成六十進(jìn)制計數(shù)器。電路的 59 狀態(tài)譯碼產(chǎn)生 LD＇ =0 信號，同時加到兩片 74LS161 上，在下一個計數(shù)脈沖（第 60個計數(shù)脈沖）到達(dá)時將 0000同時輸入兩片 74LS161中，從而得到六十進(jìn)制計數(shù)器。進(jìn)位輸出可有門電路 G 的輸出直接得到。 二十四進(jìn)制計數(shù)器電路 由兩片 74LS161 構(gòu)成的二十四進(jìn)制計數(shù)器如下圖所示。首先將兩片74160 構(gòu)成一百進(jìn)制計數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成二十四進(jìn)制計數(shù)器。電路的 23 狀態(tài)譯碼產(chǎn)生ＬＤ＇ =0 信號，同時加到兩片 74LS161上，在下一個計數(shù)脈沖（第 24 個計數(shù)脈沖）到達(dá)時將 0000 同時輸入兩片74LS161中，從而得到二十四進(jìn)制計數(shù)器。 秒信號發(fā)生器電路 秒信號發(fā)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，本實驗用 555定時器來實 現(xiàn)。先將 555 定時器的 6 管腳連在一起構(gòu)成施密特觸發(fā)器，然后再通過 RC 積分電路構(gòu)成多諧振蕩器。接入電路的二極管 D D2 使電容 C1 的充電電流和放電電流流經(jīng)不同的路徑，充電電流只流經(jīng) R1，放電電流只流經(jīng) R2，因此電容 C1 的充電時間為 T1=R1C1Ln2 電容 C1 的放電時間為 T2＝ R2C1Ln2輸出脈沖的占空比為 ｑ＝ R1/(R1+R2)若取 R1=R2=71 千歐然后與一個 2 千歐的電位器串聯(lián)，則電路的振蕩周期為 T=T1+T2=1s 校時電路 校準(zhǔn)電路實質(zhì)上是由一個 555定時器接成的頻率為 1KHz的多 諧振蕩器，如下圖示。從圖中可知，秒脈沖進(jìn)入計數(shù)器，數(shù)字鐘正常工作。校時時先按下按鈕 J2，若按下 J2 則 10Hz 脈沖信號進(jìn)入分計數(shù)器的個位，而分脈沖被阻止進(jìn)入，因而較快的校準(zhǔn)分計數(shù)器的計數(shù)值；若按下 J1則 100Hz 脈沖信號進(jìn)入時計數(shù)器個位，而時脈沖被阻止進(jìn)入，因而較快的校準(zhǔn)時計數(shù)器的計數(shù)值。 譯碼顯示電路 譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動 LED 七段數(shù)碼管的譯碼器為 74LS48。由74LS48 和 LED 七段數(shù)碼管組成的數(shù)碼顯示電路如下圖所示。將“秒”、“分 ”、“時”計數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。在譯碼器輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)的為限流電阻。 六、實驗總電路圖 Multisim仿真原理圖 七、實驗仿真結(jié)果 1kHz脈沖信號： 秒時鐘： 分時鐘： 時時鐘： 實驗總仿真圖： 八、實驗總結(jié) 仿真過程中遇到的問題及解決方法剛接到數(shù)字鐘這個實驗設(shè)計的時候，感覺腦子中一片混亂，理不出來一個清晰的思路。但是我先看了一遍課本，充分理解、熟悉課本中所講的每個集成芯片的功能和它們的接法，然后又查閱了相關(guān)的資料。經(jīng)過這個過程之后，我構(gòu)思出來了數(shù)字鐘大致的電路圖和所要用到的集成芯片。但是在真正設(shè)計、畫電路圖的時候卻不斷出現(xiàn)了一些細(xì)節(jié)問題。比如用 74LS161 芯片構(gòu)成60 進(jìn)制計數(shù)器后，在 Multisim 里找不到實驗室用到的 CD4511BE 型號的譯碼器，那我該如何選合適的譯碼器進(jìn)行譯碼？用 555 定時器產(chǎn)生1Hz的秒脈沖信號后，在保證原理圖一定正確的情況下，為什么數(shù)碼管一直顯示 0，不會走數(shù)字呢？ 24 進(jìn)制的地方為什么仿真結(jié)果總是會有些不對，從 09 變成 10 的時候中間會有一個類似于“ 8”一樣的數(shù)出現(xiàn)，使得 24 進(jìn)制與 60 進(jìn)制不能同步進(jìn)行，總是慢一秒？。于是我又去查資料，并請教了一些同學(xué)、老師才逐漸掌握了解決這些問題的方法，最后將問題一個個的擊破了。經(jīng)上網(wǎng)百度后，我知道用 74LS48 譯碼比較合適；問同學(xué)、老師后，我知道 1Hz 數(shù)碼管能走數(shù)字，但是周期太長，所以將 555 定時器改成 1KHz 的才能很直觀的看到實驗仿真結(jié)果；在 24 進(jìn)制 的個位上加一個非門后就能實現(xiàn)正常功能。經(jīng)過幾次修改完善之后，我的設(shè)計仿真終于做出來了。 畫 protel原理圖遇到的問題 ①用單刀雙擲開關(guān)實現(xiàn)校時電路時發(fā)現(xiàn)所選開關(guān)沒有封裝，后來經(jīng)老師點(diǎn)撥在“元件庫”中查找到了帶封裝的單刀雙擲開關(guān)； ②不知道花 PCB 板的時候需要在板子的某個角落放總電源，否則整塊板子無法供電使用，就連 555 定時器也需要電源驅(qū)動才能正常產(chǎn)生脈沖信號，加個電源開關(guān)更能使整個電路設(shè)計的合理、規(guī)范； 心得體會 此次的數(shù)字鐘設(shè)計重點(diǎn)在于理論設(shè)計、對各種集成芯片的應(yīng)用和電路本身的原理的熟悉 ,與電路 的仿真和實際的連線有很大的差距。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計過程中 ,讓我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。在連接六十進(jìn)制及其進(jìn)位輸出和用 555 定時器構(gòu)成多諧振蕩器的接法中 ,熟悉了邏輯電路及其芯片各引腳的功能 ,在電路出錯時能準(zhǔn)確地找出錯誤所在并及時糾正。 這次電子課程設(shè)計讓我收獲很大，通過這次的設(shè)計實驗進(jìn)一步地增強(qiáng)了實驗的動腦、動手能力。讓我體會到了學(xué)習(xí)知識時理論聯(lián)系實際的重要性，并發(fā)現(xiàn)自己的知識面是很窄的，對很多簡單的理論問題都比較難于解決，更別說實際的的問題了。所以，以后遇到這種 動手操作的能力我一定要格外重視，并且努力完成它，爭取做到最好的效果。