项目数字电子钟的设计与制作PPT课件.pptx

数字电子钟的设计与制作 目录 学习目标 项目要求 项目引导 项目学习 制作指导 项目验收 学习目标 能借助资料读懂集成电路的型号 明确各引脚功能 会识别并测试常用集成计数器 能常用集成计数器产品设计任意进制计数器 能完成数字电子钟的设计 安装与调试 知识目标 能力目标 了解计数器的基本概念 掌握二进制计数器和十进制计数器常用集成产品的功能及其应用 掌握任意进制计数器的设计方法 掌握数字电子钟的电路组成与工作原理 返回 项目要求 1 计时功能 能够实现秒 分 时计数 2 显示功能 用数码管显示计时情况 3 校时功能 通过校时开关依次校准秒 分 时 使数字钟正常走时 4 整点报时功能 在59分51秒 53秒 55秒 57秒时分别鸣叫四声低音 在59分59秒时鸣叫一声高音 返回 设计并制作数字电子钟电路 要求如下 项目引导 返回 1 小组制订工作计划 2 完成数字电子钟的逻辑电路设计 3 画出布线图 4 完成数字电子钟电路所需元器件的购买与检测 5 根据布线图制作数字电子钟电路 6 完成数字电子钟电路功能检测和故障排除 7 通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目实训报告 虚拟工作室 返回 数字电子钟电路图 项目学习 知识链接1 计数器及应用 知识链接2 数字电子钟的电路组成与工作原理 返回 技能训练 计数 译码和显示电路综合应用 知识拓展 常用计数器的功能及使用 返回 知识链接1 计数器及应用 一 二进制计数器 1 工作原理 按二进制计数进位规律进行计数的计数器 计数器按步长分 有二进制 十进制和N进制计数器 按计数增减趋势分 有加计数 减计数和的可逆计数器按计数器中各触发器的翻转是否同步 有同步计数器和异步计数器 能实现计数功能的电路称为计数器 8 7 6 5 4 3 2 1 0 二进制加法计数器计数规律举例 二进制减法计数器计数规律举例 000 1 不够减 需向相邻高位借 1 借 1 后作运算 1000 1 111 返回 2 集成二进制计数器芯片介绍 CT74LS161和CT74LS163 集成同步二进制计数器CT74LS161和CT74LS163 返回 CT74LS161的功能表 返回 CT74LS161与CT74LS163的差别是 161 为异步置0 163 为同步置0 其他功能及管脚完全相同 返回 1 工作原理 二 十进制计数器 按十进制计数进位规律进行计数的计数器 用二进制数码表示十进制数的方法 称为二 十进制编码 简称BCD码 8421码十进制加法计数器计数规律 返回 2 集成十进制计数器芯片介绍 CD4518内含两个功能完全相同的十进制计数器 每一计数器 均有两时钟输入端CP和EN 时钟上升沿触发 CP输入 EN置高电平 时钟下降沿触发 EN输入 CP置低电平 CR 清零端 高电平有效 1 同步十进制加法计数器CD4518 返回 功能演示 CD4518集成块功能表 返回 2 双十进制计数器74LS390 74LS390是双十进制计数器 管脚排列如图所示 内部的每一个十进制计数器的结构由一个二进制计数器和一个五进制计数器构成 返回 集成异步二 五 十进制计数器CT74LS290 异步置0端 结构图中未画出 异步置9端 五进制计数器的输出端 从高位到低位依次为Q3 Q2 Q1 知识拓展 常用计数器的功能及使用 返回 异步置0功能 当R0 R0A R0B 1 S9 S9A S9B 0时 计数器异步置0 CT74LS290的功能 异步置9功能 当S9 S9A S9B 1 R0 R0A R0B 0时 计数器异步置9 计数功能 当R0A R0B 0且S9A S9B 0时 在时钟下降沿进行计数 返回 CT74LS290的基本应用 什么功能 什么功能 返回 从高位到低位依次为Q3 Q2 Q1 Q0 应用 思考下列接法构成什么电路 返回 由上述工作波形可见 该电路构成8421BCD码加法计数器 要画满一个计数周期 设计数器初态为0000 工作波形 Q0为模2计数器输出端 因此来一个CP翻转一次 Q3Q2Q1为对Q0进行五进制计数的输出端 返回 三 实现N进制计数器的方法 例1 用74LS161构成六进制计数器 画连线图 写出S6的二进制代码 S6 0110 写出反馈置0函数 返回 计数输入 1 S6 0110 返回 例2 用两片CT74LS161构成8位二进制 256进制 同步计数器 当计至 15 时 CO低 1 允许高位片计数 这样 第16个脉冲来时 低位片返回 0 而高位片计数一次 在低位片计至 15 之前 CO低 0 禁止高位片计数 每逢16的整数倍个脉冲来时 低位片均返回 0 而高位片计数一次 因此 实现了8位二进制加法计数 返回 例3 用一片双BCD同步十进制加法计数器CD4518构成二十四进制计数器 个位计数器计数到9 1001 下个脉冲信号到达时 十位计数器计入1 当十位计数器计数到2 0010 个位计数器计数到4 0100 时 通过与门控制使十位计数器和个位计数器同时清零 从而实现二十四进制计数 返回 功能演示 练一练 试用一片双BCD同步十进制加法计数器CD4518构成六十进制计数器 返回 技能训练 计数 译码和显示电路综合应用 训练要求 1 识别中规模集成计数器的功能 管脚分布 2 完成集成计数器74LS161的逻辑功能测试 3 完成集成计数器74LS390的逻辑功能测试 4 完成用74LS161构成五进制计数器的电路设计及功能测试 5 完成用74LS390构成二十四进制计数器的电路设计及功能测试 6 完成计数 译码和显示电路的测试 返回 目标及实作条件 掌握数字电路实验装置的结构与使用方法 熟悉中规模集成计数器的逻辑功能及使用方法 熟悉中规模集成译码器及数字显示器件的逻辑功能 掌握集成计数器逻辑功能测试 掌握任意进制计数器的设计方法及功能测试 掌握计数 译码 显示电路综合应用的方法 知识与技能目标 设备与器件 设备 数字电路实验装置1台器件 74LS161 74LS00 74LS390 74LS08各一片74LS48 共阴极LED数码管各两片 返回 内容及步骤 1 测试74LS161的逻辑功能并构成五进制计数器 用74LS161构成五进制计数器 74LS161功能测试图 返回 2 测试74LS390的逻辑功能 参考74LS161功能测试图 自己画出74LS390的功能测试接线图 分别完成74LS390的二进制 五进制 十进制计数等功能测试 提示 3 用74LS390构成二十四进制计数器 返回 4 计数 译码和显示电路综合应用 返回 知识链接2 数字电子钟的电路组成与工作原理 秒脉冲发生器六十进制 秒 分 计数器 二十四进制 时 计数器时 分 秒译码显示电路校时电路报时电路 返回 秒脉冲发生器 返回 秒脉冲发生器电路图 CMOS石英晶体多谐振荡器产生f 32768Hz的基准信号 经T 触发器构成的15级异步计数器分频后 便可得到稳定度极高的秒信号 这种秒脉冲发生器可做为各种计时系统的基准信号源 返回 秒脉冲发生器原理 Q14 21 Q13 22 返回 想一想 1 如何连接 2 检测方法 返回 任务 1 查找CD4518的管脚说明及功能表2 弄清其使用方法 并用来构成六十进制 二十四进制计数器 计数器 返回 CD4518结构功能图及管脚图 返回 译码显示电路 注意 哪个脚是计数器的高位 返回 74LS48的管脚排列图 返回 秒 校时采用等待校时法 正常工作 S1拨向VDD 校对时 S1接地 暂停秒计时 标准时间一到 立即将S1拨回VDD位置 分 和 时 校时采用加速校时法 正常工作 S2或S3接地 校对时 将S2 S3拨向VDD位置 让 分 时 计数器以秒节奏快速计数 待标准时刻一到 立即将S2 S3拨回接地位置 注意 1 开关的接法2 与计数器的接口 校时电路 返回 在59分51 53 55 57秒时鸣叫四声低音 在59分59秒时鸣叫一声高音 整点报时电路 返回 当分 秒计数器计到59分51秒时开始鸣叫报时QD4QC4QB4QA4 0101 分QD3QC3QB3QA3 1001 分QD2QC2QB2QA2 0101 秒QD1QC1QB1QA1 0001 秒0011010101111001 QC4 QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1 1 在51 53 55和57秒时 扬声器以512Hz音频鸣叫四次 在59秒时 扬声器以1024kHz高音频鸣叫最后一响 注意 与CD4060的接口 返回 制作指导 返回 1 秒信号发生电路调试测量晶体振荡器输出频率 调节微调电容C2 使振荡频率为32768Hz 再测CD4060的Q4 Q5和Q6等脚输出频率 检查CD4060工作是否正常 检查确认电路安装无误 接通电源 逐级调试 2 计数器的调试将秒脉冲送入秒计数器 检查秒个位 十位是否正确进位 采用同样方法检测分计数器和时计数器 返回 3 译码显示电路的调试观察在1Hz的秒脉冲信号作用下数码管的显示情况 4 校时电路的调试调试好时 分 秒计数器后 通过校时开关依次校准秒 分 时 使数字钟正常走时 5 整点报时电路的调试利用校时开关加快数字钟走时 调试整点报时电路 使其分别在59分51秒 53秒 55秒 57秒时鸣叫4声低音 在59分59秒时鸣叫一声高音 数字电子钟电路原理图 返回 数字钟元器件布局图 返回 项目验收 内容一 IC的识别与检测 1 简述74LS160 74LS161 CD4518 CD4060等的功能 2 根据功能表 逻辑符号简述其使用注意事项 内容二 项目功能测试 1 分组汇报项目的学习与制作情况 2 分组通电演示电路功能并回答有关问题 返回 返回 内容三 项目知识目标测试 1 同步计数器和异步计数器比较 同步计数器的显著优点是速度快