【正文】 .......................................... 七段 數(shù) 碼 顯 示器 .................................................................................................7 第 3 章 設(shè) 計(jì) 原 理 與 電路 ...................................................................................................................8 計(jì) 時(shí) 電路 .........................................................................................................................8 計(jì) 秒 、 計(jì) 分 電路 ................................................................................................. 計(jì) 時(shí) 電路 ......................................................................................................... 校時(shí)電路 ....................................................................................................................... 報(bào) 時(shí) 鎖 存 信號(hào) ................................................................................................... 報(bào)時(shí) ...................................................................................................................13第 4 章 仿 真 結(jié) 果 及 誤 差 分析 ......................................................................................................... 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ....................................................................................................................... 實(shí) 時(shí) 分析 .......................................................................................................................15 第 5 章 設(shè) 計(jì) 總結(jié) .............................................................................................................................16 參 考 文獻(xiàn) .........................................................................................................................................17 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 摘要 本次課程設(shè)計(jì)的主題是數(shù)字電子鐘。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，這里用多諧振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ，每累計(jì) 60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)七位 LED 七段顯示器顯示出來(lái)。 數(shù)字電子時(shí)鐘優(yōu)先編碼電路、譯碼電路將輸入的信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)對(duì) LED 顯示的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以上兩部分組成主體電路。本次設(shè)計(jì)由震蕩器、秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時(shí)計(jì)數(shù)器、 BCD七段顯示譯碼 /驅(qū)動(dòng)器、 LED 七段顯示數(shù)碼管設(shè)計(jì)了數(shù)字時(shí)鐘電路，可以實(shí)現(xiàn)：計(jì)時(shí)、顯示，時(shí)、分校時(shí)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)等功能。 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钊沼闷?。由于?shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、集成電路有體積小、功耗小、功能多、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。多功能數(shù)字鐘采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。 具體要求 掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法； 進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力； 提高電路布局，布線及檢查和排除故障的能力。 用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝、調(diào)試 畫(huà)出框圖和邏輯電路圖、寫(xiě)出設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。在 59 分 51 秒時(shí)輸出信號(hào)，音頻持續(xù) 10 秒，在結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。 74LS90的引腳圖如圖 21表示。一部分是由時(shí)鐘 CKA 與一位觸發(fā)器 Q0 組成的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可記一位二進(jìn)制數(shù)；另外一部分是由時(shí)鐘 CKB與三個(gè)觸發(fā)器 Q Q Q3 組成的五進(jìn)制異步計(jì)數(shù)器，可記五個(gè)數(shù) 000~ Q0 和CKB 連接起來(lái)， CKB 從 Q0 取信號(hào)，外部時(shí)鐘信號(hào)接到 CKA 上，那么由時(shí)鐘 CKA 和 Q0、 Q Q Q3 組成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 74LS90的功能表如表 21所示。 圖 23 譯碼為編碼的逆過(guò)程。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。 74LS47 是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 表 22H=高電平， L=低電平， =不定 74LS47譯碼器原理如圖 24. 圖 24 74LS47 是 BCD7 段數(shù)碼管譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器， 74LS47 的功能用于將 BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字 ,通過(guò)它解碼，可 以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字，從而簡(jiǎn)化了程序，節(jié)約了單片機(jī)的 IO 開(kāi)銷(xiāo)。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 共陽(yáng)極七段數(shù)碼管引腳圖如圖 25表示。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。 共陽(yáng)極接法：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 第 3 章設(shè)計(jì)原理與電路 計(jì)時(shí)電路 計(jì)時(shí)電路共分三部分：計(jì)秒、計(jì)分、計(jì)時(shí)。難點(diǎn)在于三者之間進(jìn)位信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。 用兩片 74LS90 異 步計(jì)數(shù)器接成一個(gè)一步的 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。各位時(shí)鐘為 1Hz 方波來(lái)計(jì)秒，十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)需要從個(gè)位計(jì)數(shù)器來(lái)提供。只能從個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端來(lái)提供，不可能從其輸入端來(lái)找。 把個(gè)位的四個(gè)輸出波形畫(huà)出來(lái)，如圖 31所示。Q2 雖然也只產(chǎn)生一個(gè)下降沿，但產(chǎn)生的時(shí)刻不對(duì)。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 六十進(jìn)制的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)幾秒到 59 時(shí)，希望回 ，不用清零即可自動(dòng)從 9回 0；十位應(yīng)接成六進(jìn)制，即從 0~5 循環(huán)計(jì)數(shù)。接線如圖 32所示。一旦清零， Q2 和 Q1 都為 0，不能再繼續(xù)清零，恢復(fù)正常計(jì)數(shù)，直到下次再同時(shí)為 1。 秒向分的進(jìn)位信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 積分電路的關(guān)鍵問(wèn)題是找到秒向分的進(jìn)位信號(hào)。計(jì)秒電路在計(jì)到 59 時(shí)的十位和個(gè)位的狀態(tài)分別為 0101和 1001，把這四個(gè) 1 與起來(lái)即可，即十位的 Q2 和 Q0，個(gè)位的 Q3 和 Q0，與的結(jié)果作為進(jìn)位信號(hào)。 四川 工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 圖 33 計(jì)分電路與計(jì)秒電路一樣，只是四輸入與門(mén)產(chǎn)生的信號(hào)應(yīng)標(biāo)識(shí)為 59 分。計(jì)到 24 時(shí)，十位的 Q1=1，個(gè)位的 Q2=1，應(yīng)分別把這兩個(gè)信號(hào)連接到雙方芯片的 R0（ 1）和 R0(2)端。 計(jì)時(shí)電路 的個(gè)位時(shí)鐘信號(hào)來(lái)自秒、分電路產(chǎn)生 59 分 59 秒兩個(gè)信號(hào)相與的結(jié)果，如圖 34所示。聯(lián)調(diào)時(shí)，可把秒脈沖的頻率加大。 圖 35 圖中為了把數(shù)顯集中到一塊，可以直接把時(shí)、分、秒的數(shù)碼管拖動(dòng)到一起。 校時(shí)電路 接下來(lái)把校時(shí)電路加上，校時(shí)電路主要完成校分和校時(shí)。校時(shí)校分應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，能實(shí)現(xiàn)理想的時(shí)間校對(duì)。 如圖 36，紅色線框內(nèi)是校時(shí)電路，由去抖動(dòng)電路和選擇電路組成。只需把它和計(jì)秒電路的十位中的 Q2Q0相與作為開(kāi)始報(bào)時(shí)的一個(gè)條件即可。 圖 37 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 用秒個(gè)位的計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)行四高一低的報(bào)時(shí)鎖存信號(hào)。 秒個(gè)位： Q3Q2Q1Q00000000100100011010001010110011110001001 結(jié)合題目要求，通過(guò)這些狀態(tài)的觀察發(fā)現(xiàn)，秒個(gè)位的 Q3’和 Q0 邏輯與后，正好在秒個(gè)位計(jì)到 7 時(shí)產(chǎn)生高電平， 0、 6 時(shí)產(chǎn)生低電平，可作低四聲報(bào)時(shí)的鎖存信號(hào)；秒個(gè)位的 Q3 和 Q0邏輯與后，正好在秒個(gè)位為 9 時(shí)產(chǎn)生高電平，可做高音的報(bào)時(shí)鎖存信號(hào)；這樣就產(chǎn)生了兩個(gè)報(bào)時(shí)鎖存信號(hào)。圖中左面三個(gè)與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的是與或邏輯，前面已介紹。這里喇叭使用元件SOUNDER,它接收數(shù)字信號(hào)。另外實(shí)際連接電路時(shí)，可用 555定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè) 1kHz的方波，再經(jīng) D 觸發(fā)器二 四川 工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 分屏得到 500Hz 的方波信號(hào)。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 第 4 章仿真結(jié)果及誤差分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 成功設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（ 23 小時(shí) 59 分 59 秒）顯示，有校時(shí)功能的電子鐘。在 59 分 51 秒時(shí)輸出信號(hào)，音頻持續(xù) 10 秒，在結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。 如圖 41 是完整的數(shù)字鐘電路圖。因此，電路一定是有地方出錯(cuò)了，在反復(fù)對(duì)照后，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵诮尤胄Ｕ娐窌r(shí)忘了把秒十位和分個(gè)位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時(shí)一定要注意把不要的多余的線拿掉。 四川工業(yè)科技學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 第 5 章設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合，深化了我對(duì)數(shù)字電路設(shè) 計(jì)和模擬電路的設(shè)計(jì)，讓我在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲得了更多的知識(shí)，同時(shí)鍛煉了我的動(dòng)手能力。 雖然這只是一次學(xué)期末的課程設(shè)計(jì)，但通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課設(shè)計(jì)的一般步驟、方法和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題。 總之，這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了好多東西，這種課程設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)大學(xué)生是非常重要的。【 2】朱清慧主編 .Proteus 教程 .清華大學(xué)出版社 .。 第三篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)數(shù)字鐘 摘要 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。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿 24 小時(shí)后又開(kāi)始下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)。 振蕩電路：主要用來(lái)產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，因?yàn)闀r(shí)鐘的精度主要取決于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率及穩(wěn)定度，所以采用石英晶體振蕩器。 計(jì)數(shù)器：有了“秒”信號(hào)，則可以根據(jù) 60 秒為 1 分， 24 小時(shí)為 1 天的進(jìn)制，分別設(shè)定“時(shí)”、“分”、“秒”的計(jì)數(shù)器，分別為 60 進(jìn)制， 60進(jìn)制 ,24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并輸出一分，一小時(shí)，一天的進(jìn)位信號(hào)。將計(jì)數(shù)器輸入狀態(tài)，輸入到譯碼器，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)數(shù)碼顯示器信號(hào)，呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的進(jìn)位數(shù)字字型。 另外，計(jì)時(shí)過(guò)程要具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前 10 秒開(kāi)始，蜂鳴器 1 秒響 1 秒停地響 5 次。關(guān)鍵詞數(shù)字鐘振蕩計(jì)數(shù)校正報(bào)時(shí) 目錄 1 設(shè) 計(jì) 目的 ...........................................................42 設(shè)計(jì)任務(wù) ...........................................................43 數(shù) 字 電 子 鐘 的 組 成 和 工 作 原理 .......................................... 數(shù)字鐘的構(gòu)成 ......................................................原理分析 .......................................................... 數(shù)字點(diǎn)鐘的基本邏輯功能框圖 ........................................54．?dāng)?shù)字鐘的 電路設(shè)計(jì) .................................................. 秒信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì) ............................................... 時(shí)間計(jì)數(shù) 電 路 的 設(shè)計(jì) ..........