數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)

一．設(shè)計(jì)名稱：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)

二．設(shè)計(jì)目的：

1.熟悉集成電路的引腳安排；

2.掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。

3.了解數(shù)字鐘的組成及工作原理。

4.熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作。

三．設(shè)計(jì)原理思路

數(shù)字電子鐘是由石英晶體振蕩器，分頻器，計(jì)數(shù)器，譯碼器，顯示器及校時電路組成，由石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)時器，分?jǐn)?shù)結(jié)果通過“時”，“分”，“秒”譯碼器顯示時間。

數(shù)字電子鐘原理框圖如下圖所示：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3946.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3957.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3958.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3968.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3969.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps396A.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397B.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397C.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397D.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397E.tmp.png

四．設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1.設(shè)計(jì)一個具有“時”“分”“秒”顯示的電子鐘（23小時59分59秒），具有校時，校分功能。

2.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。

3.畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告。

4.選做功能：

（1）鬧鐘功能

（2）整點(diǎn)報時。從59分50秒開始，每隔2秒發(fā)出一次“嘟”的信號。連續(xù)五次，最后一次要求高音“嘟”的信號，從此信號結(jié)束到達(dá)正點(diǎn)。

（3）日歷系統(tǒng)

五．multisim仿真

1.用電腦上的軟件multisim進(jìn)行仿真，所需器件類型如下：

74LS160芯片6個，+5V電壓源，七段數(shù)碼管6個，與門3個，非門3個，導(dǎo)線若干，開關(guān)4個

2.電源單元要使用VCC

3.時間計(jì)數(shù)單元

時間計(jì)數(shù)單元有時計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個部分

時計(jì)數(shù)單元為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分和秒計(jì)數(shù)單元為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

秒，分，十計(jì)數(shù)單元分別如下：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps398F.tmp.jpg

秒計(jì)數(shù)單元

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A0.tmp.jpg

分計(jì)數(shù)單元

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A1.tmp.jpg

時計(jì)數(shù)單元

4.顯示單元

顯示單元使用DCD_HEX七段顯示數(shù)碼管

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A2.tmp.jpg

5.校時電路

當(dāng)重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需耍對時間進(jìn)行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計(jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的信號加到需耍校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時狀態(tài)即可。

b.校時時的時候，將開關(guān)6斷開，斷開閉合一次開關(guān)7將使時顯示器計(jì)數(shù)加1

6.實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)仿真電路圖如下頁

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39B5.tmp.jpg

六．實(shí)驗(yàn)室搭電路

1.連接好的電路圖如下：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39B6.tmp.png

該電路輸入接1Hz的輸入，將使得其示數(shù)增加頻率和實(shí)際時間相同

七．實(shí)驗(yàn)心得

我們學(xué)習(xí)了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，對電子技術(shù)有了一些初步了解， 但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東 西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對我們學(xué)的知識有了更進(jìn)一步的理解。

1.連接電路時要按照秒，分，時的順序進(jìn)行，每一個模塊沒有問題之后再做下一個。設(shè)計(jì)中導(dǎo)線太多，按照電路圖全部連好再檢查的話，不容易理清線路；

2.實(shí)驗(yàn)室有些導(dǎo)線可能是壞的，在連線前要檢查每一根導(dǎo)線的好壞，；

3.設(shè)計(jì)時可能會有多個方案，這時要選擇比較簡單可行的，芯片要選擇常見的，否則可能使得實(shí)驗(yàn)無法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；

4.調(diào)試過程中，第一次是按照電路圖先把要接電源和接地的全部連好再連接，但是當(dāng)出現(xiàn)問題時由于電路復(fù)雜，無法弄清楚是哪一根導(dǎo)線連錯，最后是按照秒，分，時的順序，調(diào)制好一部分后再繼續(xù)連接下一個部分。

5.在設(shè)計(jì)過程中，遇到自己解決不了的問題要和同組伙伴溝通討論，或者和其他同學(xué)討論效果會比自己一個人來做好；

6.對于multisim的運(yùn)用更加熟練。

八．參考文獻(xiàn)

1.王毓銀  數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（第二版） 高等教育出版社   

2.唐華光，陳大欽  電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 高等教育出版社

3.閻石  數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)  高等教育出版社

4.任駿  數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)  東北大學(xué)出版社