最新最完美数字钟课程设计.docx

安庆师范学院课程设计数字钟课程设计课程设计说明书专业班级： 10级电信一班 姓 名： 査兵 贾杰 赵成明 朱开军 指导教师： 纪娟娟 设计时间: 2012年11月 物理与电气工程学院 2012 年 11 月 27 日摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。其从原理上讲是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。通过设计并调试数字钟，加强对课程的理解与应用，并通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.关键字：数字钟 计时 自动控制 应用目录1. 课程名称（3）2. 设计目的（3）3. 设计要求（3）4. 设计原理与框图（4）4.1电路的组成原理（4）4.2单元电路的设计（5）4.2.1秒脉冲产生电路（5）4.2.2计数器（6）4.3组成的数字钟（7）4.4校准电路（7）4.5报时电路（7）4.6总电路图（8）5. 所选器材列表（8）6. 整体设计原理图（8）7. 设计体会（8）8. 参考文献（8）1.课程名称数字钟2.设计目的1使学生在学完了数字电子技术课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。2熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法，了解数字钟的组成及工作原理3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。4. 培养书写综合设计实验报告的能力3. 设计要求 1.时间以二十四小时为周期；2.能够显示时.分.秒；3.有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；4.计时过程具有鸣报功能，当时间达到整点前5秒进行蜂鸣报时；5为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号；6. 画出电路图；7进行电路仿真与测试。4. 设计原理及框图 1.电路的组成原理： 数字电子钟主要分为数码显示器，60进制和24进制计数器，频率振荡器和校时报时这几个部分。数字电子钟要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需要译码器械才能显示，然后要实现时.分.秒的计时器需要60进制计数器和24进制计数器，在仿真软件中发生函数。60进制可能由10进制和6进制的计数器串联而成，而小时的24进制可以采用74LS160计数端触发实现。可以由55定时器产生脉冲1Hz。 主题思想如下图示数码管显示器数码管显示器数码管显示器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积分电路校时电路数码管显示器数码管显示器数码管显示器.单元电路的设计 整点报时电路555振荡器2.单元电路的设计 1. 秒脉冲产生电路 振荡器由555定时器组成。图3-1中是由555定时器构成的1KHz的自激振荡器，其原理是：0.7（2R2+R1）C2=47uf所以T约为1S 直接用NE555产生1Hz的秒脉冲，可以产生秒脉冲，电路如图利用NE555多谐振荡器，优点：555内部的比较其灵敏度比较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度影响很小。缺点：要精确输出1Hz脉冲，对电容和电阻的数值精度要求很高，所以输出脉冲不够准确也不够稳定。 2计数器秒信号经秒计数器.分计数器.时计数器之后，分别得到“秒”个位十位，“分”个位十位，以及“时”个位十位输出信号，然后送至显示电路，以便实现用数字显示时.分.秒的要求。“秒”和“分计数器应为六十进制，二“时”计数器应为二十四进制。采用10进制计数器74LS160来实现时间计数单元的计数功能。1.二十四进制计数器如图所示，时计数器电路由U3和U6两部分组成。当时个位U3计数为4，U6计数为2时，两片74LS160复零，从而构成24进制计数.2. 六十进制计数器 如图3-9.3-10所示，分秒计数电路由U1和U2，U18，U19四部分组成。当时个位U18计数器为9，就向U1进位，U1达到5时就向U19进位，当U19计数为9时，就向U2进位，U2为5时就向时进位，四片74LS160，从而构成了二个60进制计数。3组成的数字钟数字中系统的组成利用上面的六十进制和二十四进制递增计数器子电路构成的数字钟系统如图3.11所示4校准电路数字钟应具有分校正功能，一次，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。输出端则与分或时个位计时输入端相连。当开关打到一端时，正常输入信号可以顺利通过，故校时电路处于正常计时状态；当开关打到另一端时，信号产生校正电路处于校时状态。5报时电路 电路应在整点前5秒开始报时，即在59分55秒到59分59秒期间时，报时电路控制信号。 当时间子啊59分55秒到59分59秒期间时，分十位.分个位和秒十位保持不变，分别为5 9和5，电路如下图所示： 5总电路图6.所用元件列表 显示管6个74LS1606块74LS486块74LS002块40691块74LS211块74LS081块蜂鸣器1个导线若干7.设计体会经过这段时间的课程设计，我学到了许多东西，对课本上的内容的理解加深了印象，同时也学会了一种学习的态度。理论要联系实践，当然实践也离不开理论，由于对课本的内容还不是很熟悉，所以在做这个课程设计前，我先把课本的重点知识复习了一遍，时序逻辑电路、组合逻辑电路等，然后就是到图书馆查找相应的资料，抱着好几本书就在那里认真地查，查的过程中也看到了很多关于CMOS芯片的应用实例。理论上的知识搞定了，接下来就是开始设计了。proteus仿真，给我的印象是简洁实用，很多电路都能在上面先进行仿真，不过我这个题目的核心芯片在仿真上面，出现了一些问题，一些管脚的位置和实际的不一样，仿真调试不成功，于是我就想到，按照理论来讲这是没有错的，为了验证清除，我先将电路进行分模块调试，把每一部分都仔细检查了一遍，最终发现了与仿真的不同，接线是一样的，不过在真实的接线中可行，在仿真中却不行，最大一个不同之处就在于校时模块，虽然仿真是那种接法可行，不过在实际接线中我采用了另外一种接法。这次课程设计也再次让我看到理论与实践的差别和联系，理论固然重要，然而我们要在实践中发现错误，并解决错误，也提高了自己的动手能力和实际解决问题的能力。一种学习态度：认真、严谨的学习态度。这就是我的另一个收获，不仅仅是做课程设计，无论是做什么研究，都必须要有一种认真严谨的学习态度