数字逻辑电路设计课程设计之数字电子钟.doc

课程名称： 数字电路逻辑设计课程设计 设计项目： 数字电子钟 学生姓名： 同组人： 高爽 一 设计目的1.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；2.进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；3.提高电路布局布线及检查和排除故障的能力；4.培养书写综合实验报告的能力。二 . 设计要求1.设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒）；2.应该具有手动校时校分的功能；3.应该具有整点报时功能：从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次；4.使用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试；5.画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。三 . 设计原理1.数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框图如下图所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。2.数字电子钟单元电路设计时钟脉冲已经由实验箱提供,实验箱提供的是秒脉冲；显示电路已经由实验箱提供。(1)计数器电路A秒个位计数器，分个位计数器，时个位计数器均是十进制计数器； B秒十位计数器，分十位计数器均是六进制计数器；C时十位计数器为二进制计数器因此，选择74LS90可以实现二-五-十进制异步计数器芯片实现上述计数功能。时位计数器分位计数器秒位计数器(2)手动校时电路当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分钟校正时不影响秒和小时的正常计数。手动校时电路图(3)整点报时电路整点报时功能：即从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次。整点报时电路图3.器件清单类型型号及规格数量中规模集成芯片74LS906中规模集成芯片74LS083导线若干四 . EDA仿真模拟数字电子钟仿真电路图：整点报时仿真结果(蜂鸣器由红色发光二级管代替)：59分50秒59分51秒59分52秒59分53秒59分54秒59分55秒59分56秒59分57秒59分58秒59分59秒五 .数字电子钟的组装与调试由图中所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联。这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。级联时如果出现时序配合不同步，或剑锋脉冲干扰，引起的逻辑混乱，可以增加多级逻辑门来延时。如果显示字符变化很快，模糊不清，可能是由于电源电流的跳变引起的，可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容。通常用几十微法的大电容与0.01F的小电容相并联。六 .实验结论通过运用数字集成电路设计的24小时制的数字电子时钟，经过试验，成功实现了以下基本功能：1.能准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2.能实现整点报时的功能，并分别在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒实现了蜂鸣的报时效果；3.能定时控制，且能进行校正时间（通过开关调时、分）。七 .实验心得 通过数字电子钟的实际设计，使我更进一步的熟悉了芯片的结构，掌握了相关个芯片的工作原理和其具体的使用方法，也锻炼了自己独立思考问题的能力；对于芯片的使用，我们应该在了解它的各项功能的前提条件下，灵活巧妙的运用。 在课程设计的过程中，我们应该带着不仅要知其然，而且要知道其所以然的态度对待任何事物，也要有钻研的信念和执着追求的意志力。 在实际电路搭建的过程中，出现了很多问题，例如，在校正时间过程中，切换校正时间脉冲和进位脉冲的过程中，跳变很严重，经历很多次改进，问题依旧很严重