數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)數(shù)電數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-06-18 00:57本頁(yè)面
【正文】 頁(yè) 2 （ a） 數(shù)字鐘組成框圖 2．晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Ｈ z 的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ 時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。 （ 4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān) 資料和圖紙，有心得體會(huì)。 因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘 .而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法 .且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路 .通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與 掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法 . 二、設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)計(jì)指標(biāo) ① 時(shí)間以 12 小時(shí)為一個(gè)周期； ② 顯示時(shí)、分、秒； ③ 具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間； ④ 計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前 10 秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)； ⑤ 為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。第 頁(yè) 0 數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課 程 名 稱 數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ) 設(shè) 計(jì) 題 目 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 所學(xué)專業(yè)名稱 電子信息工程 班 級(jí) 2021 級(jí)電信（ 2）班 學(xué) 號(hào) 2021210139 學(xué) 生 姓 名 司浩 指 導(dǎo) 教 師 呂承啟 2021 年 6 月 20 日 第 頁(yè) 1 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 一、設(shè)計(jì)目的 數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。 （ 2）設(shè)計(jì)要求 ① 畫出電路原理圖（或仿真電路圖）； ② 元器件及參數(shù)選擇； （ 3）制作要求 ： 自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。 三、原理框圖 1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（ 1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。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晶體振蕩器電路。如圖（ b）所示，由ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，Ｕ２實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。電容Ｃ １ 、Ｃ ２ 與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)１８０度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。 （ b） CMOS 晶體振蕩器（仿真電路） 第 頁(yè) 3 3．時(shí)間記數(shù)電路 一般采用 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器如 74HC290、 74HC390 等來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。由其內(nèi)部邏輯框圖可知，其為雙 2510 異步計(jì)數(shù)器，并每一計(jì)數(shù)器均有一個(gè)異步清零端（高電平有效）。ＣＰ Ａ （下降沒效）與１Ｈ Z 秒輸入信號(hào)相連，Ｑ ３ 可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的ＣＰ Ａ 相連。將１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖 ２ .４所示，其中Ｑ ２ 可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的ＣＰ Ａ 相連。 時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為１２進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不 是１０的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行１２進(jìn)制轉(zhuǎn)換。 （ d）十二進(jìn)制電路 另外，圖（ d）所示電路中，尚余－２進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，正好可作為分頻器２Ｈ Z輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為１Ｈ Z信號(hào)之用。由CD4511 把輸進(jìn)來(lái)的二進(jìn)制信號(hào)翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來(lái)。 計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)并 以 8421BCD碼的形式輸送到 CD4511 芯片，再由 4511第 頁(yè) 4 芯片把 BCD 碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來(lái)。即為用 COMS 與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路， In1 端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連； In2 端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的 1HZ 或 2HZ（不可太高或太低）信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。 實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)殡娐烽_關(guān)存在抖動(dòng)問題，所以
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