【正文】 方式能引起參賽者和觀眾的極大興趣，并且能在極短的時間內(nèi)，使人們增加一些科學(xué)知識和生活知識。實驗項目名稱：數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計實驗日期： 實驗室： 指導(dǎo)老師： 一、實驗?zāi)康模哄憻拰W(xué)生利用Proteus設(shè)計數(shù)字電路的能力；研究數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計的特點和性能指標(biāo)的測試方法；了解數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計的使用方法。如圖中CD4060分頻器的輸出端Q5和Q6。6. 嗚叫電路嗚叫電路由高、低兩種頻率通過或門去驅(qū)動一個三極管，帶動喇叭嗚叫。圖3中，當(dāng)分計到59分時，將分觸發(fā)器QH置1，而等到秒計數(shù)到54秒時，將秒觸發(fā)器QL置1，然后通過QL與QH相與后再和1s標(biāo)準(zhǔn)秒信號相與而去控制低音喇叭嗚叫，直至59秒時，產(chǎn)生一個復(fù)位信號，使QL清0，停止低音嗚叫，同時59秒信號的反相又和QH相與后去控制高音喇叭嗚叫。4．譯碼、顯示譯碼、顯示很簡單，采用共陰極LED數(shù)碼管LC501111和譯碼器74LS248，當(dāng)然也可用共陽數(shù)碼管和譯碼器。所以，這里必須使個位既能完成十進(jìn)制計數(shù)，又能在高低位滿足“23”這一數(shù)字后，時計數(shù)器清零，圖中采用了十位的“2”和個位的“4”相與非后再清零。圖中利用“異步清零”反饋到/CR端，而實現(xiàn)個位十進(jìn)制，十位六進(jìn)制的功能。從圖3中可以發(fā)現(xiàn)秒、分兩組計數(shù)器完全相同。單次、連續(xù)脈沖均由門電路構(gòu)成。如K1在單次，K2在手動，則此時按動單次脈沖鍵，使周計數(shù)器從星期1到星期日計數(shù)。2. 單次脈沖、連續(xù)脈沖這主要是供手動校時用。4. 整點報時電路當(dāng)時計數(shù)器在每次計到整點前六秒時，需要報時，這可用譯碼電路來解決。Q4 Q3 Q2 Q1顯示1 0 0 0日0 0 0 110 0 1 020 0 1 130 1 0 040 1 0 150 1 1 06 狀態(tài)表3. 校時電路在剛剛開機(jī)接通電源時，由于日、時、分、秒為任意值，所以，需要進(jìn)行調(diào)整?！叭铡庇嫈?shù)器的電路（日用數(shù)字8代替）。時為二十四進(jìn)制計數(shù)器，顯示為00～23，個位仍為十進(jìn)制，而十位為三進(jìn)制，但當(dāng)十進(jìn)位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進(jìn)制了。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出。 可選用器材1. 通用實驗底板2. 直流穩(wěn)壓電源3. 集成電路：CD4060、74LS774LS1674LS248及門電路4. 晶振：32768 Hz5. 電容：100μF/16V、22pF、3～22pF之間6. 電阻：200Ω、10KΩ、22MΩ7. 電位器：8. 數(shù)顯：共陰顯示器LC5011119. 開關(guān)：單次按鍵10. 三極管：805011. 喇叭：1 W /4，8Ω 設(shè)計方案提示根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，對照數(shù)字電子鐘的框圖，可以分以下幾部分進(jìn)行模塊化設(shè)計。6. 整點報時。5. 可手動校時：能分別進(jìn)行秒、分、時、日的校時。3. 時為00～23二十四進(jìn)制計數(shù)器。用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計一臺能顯示日、時、分、秒的數(shù)字電子鐘，要求如下：1. 由晶振電路產(chǎn)生1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒信號。 數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時、日的計時裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時準(zhǔn)確，顯示直觀、無機(jī)械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應(yīng)用。7. 總結(jié)與體會。5. 器件清單。3. 總體設(shè)計方案方框圖及各部分電路設(shè)計（含各部分電路功能、輸入信號、輸出信號、電路設(shè)計原理圖及其功能闡述、所選用的集成電路器件等）。五、課程設(shè)計報告要求課程設(shè)計報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1. 對設(shè)計課題進(jìn)行簡要闡述。它也是整個設(shè)計成功的關(guān)鍵一步。具體步驟要求每一個單元電路都須經(jīng)過調(diào)整，有條件情況下可應(yīng)用邏輯分析儀進(jìn)行測試，確保單元正確。優(yōu)選的電阻和電容輔助于數(shù)字電路的設(shè)計可以使其功能多樣化、完整化。 單元電路設(shè)計過程中，阻容元件的選擇也很關(guān)鍵?？傊?，構(gòu)建單元電路時，選擇器件的電平標(biāo)準(zhǔn)和電流特性很重要。但由于電路參數(shù)要求不同，還需要通過選擇參數(shù)來確定集成塊型號。 元器件的選擇 針對數(shù)字電路的課程設(shè)計，在搭建單元電路時，對于特定功能單元選擇主要集成塊的余地較小。擬定出各單元電路的要求后，對它們進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)設(shè)計要求和選定的總體方案原理圖，確定對各單元電路的設(shè)計要求，必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。 2. 單元電路的設(shè)計 設(shè)計單元電路的一般方法和步驟 A. 1. 總體方案選擇 設(shè)計電路的第一步就是選擇總體方案，就是根據(jù)提出的設(shè)計任務(wù)要求及性能指標(biāo)，用具有一定功能的若干單元電路組成一個整體，來實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)提出的各項要求和技術(shù)指標(biāo)。進(jìn)行仿真試驗和性能測試。對電路要求布局合理，走線清晰，工作可靠，經(jīng)驗收合格后，寫出完整的課程設(shè)計報告。3. 培養(yǎng)獨立思考、獨立準(zhǔn)備資料、獨立設(shè)計規(guī)定功能的數(shù)字系統(tǒng)的能力。 二、課程設(shè)計的目的和要求1. 能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“數(shù)字電子技術(shù)”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計方案一、 本課程設(shè)計的地位和作用數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計是電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的一個實踐環(huán)節(jié),它使學(xué)生自己通過設(shè)計和搭建一個實用電子產(chǎn)品雛形,鞏固和加深在數(shù)字電子技術(shù)課程中的理論基礎(chǔ)和實驗中的基本技能,訓(xùn)練電子產(chǎn)品制作時的動手能力。通過該課程設(shè)計，設(shè)計出符合任務(wù)要求的電路,掌握通用電子電路的一般設(shè)計方法和步驟，訓(xùn)練并提高學(xué)生在文獻(xiàn)檢索、資料利用、方案比較和元器件選擇等方面的綜合能力,同時為畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)以后從事電子技術(shù)方面的科研和開發(fā)打下一定的基礎(chǔ)。2. 能合理、靈活地應(yīng)用各種標(biāo)準(zhǔn)集成電路（SSI、MSI、LSI等）器件實現(xiàn)規(guī)定的數(shù)字系統(tǒng)。，包括電路布局、安裝、調(diào)試和排除故障的能力。三、課程設(shè)計的基本要求根據(jù)設(shè)計任務(wù)，從選擇設(shè)計方案開始，進(jìn)行電路設(shè)計；選擇合適的器件，畫出設(shè)計電路圖；通過安裝、調(diào)試，直至實現(xiàn)任務(wù)要求的全部功能。四、課程設(shè)計的具體步驟 電子電路的一般設(shè)計方法和步驟是：分析設(shè)計任務(wù)和性能指標(biāo)，選擇總體方案，設(shè)計單元電路，選擇器件，計算參數(shù)，畫總體電路圖。實際設(shè)計過程中往往反復(fù)進(jìn)行以上各步驟，才能達(dá)到設(shè)計要求，需要靈活掌握。設(shè)計過程中，往往有多種方案可以選擇，應(yīng)針對任務(wù)要求，查閱資料，權(quán)衡各方案的優(yōu)缺點，從中選優(yōu)。 B. C. 單元電路設(shè)計應(yīng)采用符合的電平標(biāo)準(zhǔn)。比如時鐘電路選555，轉(zhuǎn)換電路選0809，譯碼及顯示驅(qū)動電路也都相對固定。一個電路設(shè)計，單用數(shù)字電路課程內(nèi)容是不夠的，往往同時摻有線性電路元件和集成塊，因此還需對相應(yīng)內(nèi)容熟悉，比如運(yùn)算放大器的種類和基本用法，集成比較器和集成穩(wěn)壓電路的特性和用法。普通的門電路、時序邏輯電路、組合邏輯電路、脈沖產(chǎn)生電路、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、采樣和存儲電路等，參數(shù)選擇恰當(dāng)可以發(fā)揮其性能并節(jié)約設(shè)計成本。它們的種類繁多，性能各異。 3. 單元電路調(diào)整與連調(diào) 數(shù)字電路設(shè)計以邏輯關(guān)系為主體，因此各單元電路的輸入輸出邏輯關(guān)系與它們之間的正確傳遞決定了設(shè)計內(nèi)容的成敗。各單元之間的匹配連接是設(shè)計的最后步驟，主要包含兩方面，分別是電平匹配和驅(qū)動電流匹配。 4. 衡量設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)工作穩(wěn)定可靠；能達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚浑娐泛唵?，成本低，功耗低；器件?shù)目少，集成體積小，便于生產(chǎn)和維護(hù)。2. 設(shè)計任務(wù)及其具體要求。4. 整機(jī)電路圖（電路圖應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)邏輯符號繪制，電路圖中應(yīng)標(biāo)明接線引出端名稱、元件編號等）。6. 調(diào)試結(jié)果記錄。課程設(shè)計報告應(yīng)內(nèi)容完整、字跡工整、圖表整齊、數(shù)據(jù)詳實。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。 數(shù)字電子鐘框圖，數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時電路；六十進(jìn)制秒、分計數(shù)器，二十四進(jìn)制（或十二進(jìn)制）計時計數(shù)器；秒、分、時的譯碼顯示部分等。2. 秒、分為00～59六十進(jìn)制計數(shù)器。4. 周顯示從1～日為七進(jìn)制計數(shù)器。只要將開關(guān)置于手動位置，可分別對秒、分、時、日進(jìn)行手動脈沖輸入調(diào)整或連續(xù)脈沖輸入的校正。整點報時電路要求在每個整點前嗚叫五次低音（500Hz），整點時再嗚叫一次高音（1000Hz）。1. 秒脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。 秒脈沖發(fā)生器2. 計數(shù)譯碼顯示秒、分、時、日分別為60、60、27進(jìn)制計數(shù)器、秒、分均為60進(jìn)制，即顯示00～59，它們的個位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。周為七進(jìn)