模电课程设计--电子数字钟.doc

电子数字钟的设计学院（系） 专业班级 姓 名 学 号 指导教师 设计日期 课程设计（论文）题目：电子数字钟的设计与制作一、课程设计（论文）要求及原始数据（资料）：（1）带稳压电源（电源形式不限）；（2）用LED管显示时、分、秒；（3）（选做）增加部分扩展功能(如准点报时、定时闹钟等)。二、课程设计进度时间设计内容备注第一天拿到课程设计题目第二、三、四天 查找资料第五、六、七、八天 完成课程设计雏形第九、十、十一、十二天查找资料第十三、十四天完成课程设计报告三、参考文献1 夏路易，石宗义，电路原理图与电路板设计教程，北京希望电子工业出版2002年。2 阎石, 数字电路技术基础。北京：高等教育出版社，1998年。3 童诗白、华成英, 模拟电子技术基础，北京：高等教育出版社，2001年。4 彭介华,电子技术课程设计指导，高等教育出版社，2002年 专业班级 学生 课程设计（论文）工作起止日期 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 目 录1设计指标42实验内容43设计与制作原理114经验总结125参考文献12电子数字钟的设计与制作一、设计指标：1.带5稳压电。2. 显示时、分、秒。4. 具有正点报时功能，正点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。5. 为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。二、实验内容1、实验仪器、工具：1. 5V电源（或实验箱）4个人合用1个。2. 四连面包板1块。3. 示波器2个（每班）4. 万用表5个（每班）。5. 镊子1把。6. 剪刀1把。2、器件： 1.网络线2米/人。2.共阴八段数码管6个。3.CD4511集成块6块。4.CD4060集成块1块。5.74HC390集成块3块。6.74HC51集成块1块。7.74HC00集成块4块。8.74HC30集成块1块。9.10M电阻5个。10. 500电阻14个。11. 30p电容2个。12. 32.768k时钟晶体1个。13. 蜂鸣器10个（每班）三、设计过程的日程安排 6月14日1. 分发仪器、工具、器件2. 讲解总体设计的过程，明确数字钟实现的功能，由哪些相对独立的功能模块组成，各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。3. 讲解面包板的结构和使用方法，连接导线的要点，包括导线剥线头、插线方法、要求，检查面包板，如面包板中的导电铜片变形或移位，更换导电铜片。4. 七段数码引脚排列测试，验证每段显示为一个发光二极管，同时完成对每个数码管的检查。6月15日6月18日分功能讲解各个模块功能实现原理、实现，搭建实际电路一个个验证。在接线时注意合理布线和接线的可靠性。6月15日a) 数码管的译码驱动电路接线、测试、译码器控制功能测试（手工输入测试电平）。除了进一步熟悉原理外，主要练习接线合理布局，走线整齐、美观，手指触动导线时也能正常工作。可以静态显示学号的后几位。然选一个可正常工作的译码、显示电路，分别测试译码器的3个控制 6月16日b) 晶体震荡电路接线、测试（用示波器测量4060输入时钟，每一路分频输出的频率）。c) 5进制计数器接线，输入用4060的2Hz，输出用数码管显示。6月17日d) 10进制计数器接线、测试。e) 6进制计数器接线、测试（在10进制基础上改）。6月18日f) 60进制计数器接线、测试。g) 24进制计数器、测试（在60进制基础上改）。h) 校时电路接线（用RS触发器实现锁定、防抖动功能），用示波器观察电路的信号选择功能。6月1920日5. 在熟悉各个功能模块基础上，结合对总体框图的理解，设计总接线图。6. 根据总接线图中各种元器件数量、连线，确定所有元器件布局。7. 按以下顺序接线：晶体震荡、秒电路、分电路、时电路。8. 如时间允许加接校时电路和报时电路（整点报时）。6月2122日9. 写课程设计报告。a) 设计的目的、要求。b) 总体框图设计。c) 功能模块设计（对所用元器件使用作一些说明）。d) 总电路图设计。e) 总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。四、Multisim2001软件部分集成块引脚图及部分仿真电路集成块引脚图4511构成译码驱动电路4060构成脉冲发生及分频电路74390 构成十进制计数器74390构成六进制计数器74390构成六十进制计数器校时电路（分校时时，不会进位到小时）三、设计与制作原理数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768z的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。分频器电路分频器电路将32768z的高频方波信号经32768次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管。四、经验总结：1. 要求学生根据原理和芯片引脚图，分功能设计原理图，并根据接线顺序分步骤验证。2. 容易出现故障为接触不良。a) 集成块引脚方向预先弯好对准面包板的金属孔，再小心插入。b) 导线的剥线长度与面包板的厚度相适应（比板的厚度稍短）。c) 导线的裸线部分不要露在板的上面，以防短路。d) 导线要插入金属孔中央。3. 按照原理图接线时首先确保可靠的电源和接地。4. 注意芯片的控制引脚必须正确接好。5. 检查故障时除测试输入、输出信号外，要注意电源、接地和控制引脚。6. 要注意芯片引脚上的信号与面包板上插座上信号是否一致（集成块引脚与面包板常接触不良）。7. 为了便于测试，可将2Hz信号直接输入到各级计数器。8. 接校时电路时可接模拟信号输入（如1Hz和2Hz）测试输出信号的切换正确后，再将秒进位和分进位信号接到校时电路，再接校时电路输出到分计数器和时计数器。从较时电路接入信号时，必须将原进位信号拔掉。 五参考文献