数字电子课程设计--数字电子时钟.doc

课题名称 数字电子时钟 所在院系 计算机学院 班 级 通信工程1004 学 号 311009020422 姓 名 魏发展 指导老师 苏玉娜 时 间 2013.01.06 目录1.引言32.总体按方案选择33.单元电路63.1 时功能 24进制计数器电路63.2 分秒功能60进制计数器73.3 晶体振荡器电路图83.4 分频器电路94 总体电路图105 总结116 原件清单.参考文献121.引言数字电子钟是一种用数字显示秒分时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确显示直观无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站码头机场等公共场所的大型数显电子钟。本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS160(10进制计数器)74LS00(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。本设计具有逻辑清晰、设计巧妙的特点，能很好的符合数字电子技术课程设计的要求。2.总体方案选择秒、分、时分别为60、60和24进制计数器。秒、分均为六十进制，即显示0059，它们的个位为十进制，十位为六进制。分秒功能的实现：用两片74LS160组成60进制递增计数器。时为二十四进制计数器，显示为0023，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。时功能的实现：用两片74LS160组成24进制递增计数器。主体框图如下： 译码显示 译码显示 译码显示 六十进制 秒计数器六十进制 分计数器二十四进制时计数器 分频器晶体 振荡器 图 1 设计框架图用555电路构成的1KHz多谐振荡器，调节电阻R3可以改变输出信号频率。74LS160是二，五，十进制同步加法器，用三片74LS90构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。由于74LS160是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的RCO输出端接十位的9脚端，就构成60进制计数器，用两个相同的60进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成24进制计数器。工作原理：振荡电路产生的1KHZ脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的1HZ脉冲信号输入74LS90N连成的60进制秒计数器，再由秒计数器每60秒进位输出给60进制分钟计数器，分钟计数器满60后产生进位信号输入给24进制小时计数器，从而实现24小时制电子钟的功能。功能 24进制计数器电路图 3 24进制计数器说明：采用同步时序信号控制，用个位的进位端控制十位的使能端，当个位有进位时，芯片工作，输入十位的脉冲信号有效，当十位为2，个位为3的时候，同时给两个芯片的预置端一个有效信号，使之清零。3.2 分秒功能60进制计数器图 4 60进制计数器说明：采用异步时序电路控制，在十位计数到5时，下一个脉冲一到来就置数。74LS160构成的60进制计数器和24进制计数器如图3和图4所示。秒、分、时分别为60、60和24进制计数器。秒、分均为六十进制，即显示0059，它们的个位为十进制，十位为六进制。3.3、晶体振荡器电路图 图 5 晶体振荡电路555电路构成的1KHz多谐振荡器原理如图5所示。调节电阻R2可以改变输出信号频率，用以得到所需的信号频率。3.4 分频器电路 图 6三级十分频器电路74LS90是二，五，十进制异步加法器，用三片74LS90可以构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。原理如图6所示4 总体电路图5 总结与模拟电路相比，数字电路具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强、程序软件控制等一系列优点。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域，如数字滤波器等。很有幸我们这学期学习了电子技术这门学科，并且是我们这个学期的重点课程，在上课和实验的过程中，渐渐的我喜欢上了它。每一节课我都认真学习，每次实验我都认真的去完成。但是做课程设计是第一次做，以前都是照着做，现在所有的都是自己做，真的很有难度。要想做出来一个好的东西，就要去图书馆，到网上去找资料。根据我自己的自身情况和查阅的资料，我决定做一个数字电子时钟，这个相对比较是比较简单的，由于我们以前的数电实验做过任意进制计数器，所以电子钟计数器制作没有问题，两个60进制计数器，一个24进制计数器。经过不懈的努力终于完成了。我们完成了这次的设计要求，成功的设计了一个数字电子时钟，完成了预想的功能。更加的感谢老师这学期对自己的指导和帮助，才能顺利的完成此次设计。6 原件清单LED数码管6个74LS160N芯片6个74LS90N芯片3个555集成定时器1个7400N 与非门2个5V电源1个滑动变阻器1 个电阻若干电容若干导线若干7 参考文献1.李景宏，马学文.电子技术实验教程.沈阳：东北大学出版社.2002.王永军，李景华编著.数字逻辑与数字系统.北京：电子工业出版社，20023.高吉