简易电子钟设计报告

简易电子钟设计报告简易电子钟设计报告 一一 设计目的设计目的 电子钟是一种用数字电路技术实现时 分 秒计时的装置 与机 械钟相比具有更高的准确性和直观性 且具有无机械传动装置等特 点 因此得到了广泛的使用 电子钟从原理上看是一种典型的数字 电路 其中包括了组合逻辑电路和时序电路 设计与制作电子钟可 以使我们了解电子钟的原理 并且学会制作电子钟 而且通过电子钟 的制作进一步地了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用 及使用方法 且由于电子钟包括组合逻辑电路和时序电路 通过此 次设计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 二二 设计任务设计任务 设计制作一个数字电子钟指标 1 时间计数电路采用 24 进制 从 00 开始到 23 后再回到 00 2 各用 2 位数码管显示时 分 秒 3 用 6 块 74LS90 异步计数器和 1 块 74LS08 二输入端四与门 实现该电子钟的逻辑功能 三三 数字电子钟电路系统设计数字电子钟电路系统设计 下面将介绍数字电子钟的整个电路系统设计的过程 包括数字电 子钟的设计原理 设计方案的确定 数字电子钟的电路设计计算机 模拟仿真几大部分 3 1 设计原理 数字电子钟是一个对标准频率 1Hz 进行计数的计数电路 主 要由振荡器 计数器 集成门电路和显示器电路功能模块组成 振 荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号 秒脉冲信号输入 计数器进行计数 并把累计结果通过显示器以 时 分 秒 的顺序以数字形式显示出来 秒计数器电路计满 60 后触发分计数器 电路 分计数器电路计满 60 后触发时计数器电路 当计满 24 小时 后又开始下一轮的循环计数 3 2 设计方案 本电路系统由晶体振荡电路 在此该电路由脉冲时钟发生器替代 不做设计 时间计数电路 集成门电路组成 其中 时间计数电路 用六个 74LS90 组成 U1 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 U2 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 GND GND U6 DCD HEX U7 DCD HEX U5A 74LS08D U8 10000000Hz U9 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 U10 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 GND GND U11 DCD HEX U12 DCD HEX U13A 74LS08D U3 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 U4 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 GND GND U14 DCD HEX U15 DCD HEX U16A 74LS08D 电路整体原理电路图 秒钟设计部分电路图 GND U9 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 U10 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 GND GND U11 DCD HEX U12 DCD HEX U13A 74LS08D 分钟设计部分电路图 U3 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 U4 74LS90D QA 12 QB 9 QD 11 QC 8 INB 1 R91 6 R92 7 R01 2 INA 14 R02 3 GND GND U14 DCD HEX U15 DCD HEX U16A 74LS08D 时钟设计部分电路图 大致工作原理 当分 秒 个位的 74LS90 芯片的进位输入端 11 端的脉冲进位信号传到十位的脉冲输入端时 十位端便计数一次 十位端计数满 6 时便会向时 分 脉冲端进位 此处我们利用 74LS90 的一些功能对电路做了一些巧妙的简化 如上图我把每一个 控制秒钟与分钟十位端的 74LS90 的 QB 9 号引脚 QC 8 号引脚 通过一个与门分别连接到各个 74LS90 的 R01 2 号引脚 与 R02 3 号引脚 这里是为了让十位端跳到 6 0110 的时候 R01 R02 同时为高电平会使 74LS90 自动置零 并且给时的脉冲端 输送一个下降沿 使每个输出端置零 3 3 数字电子钟的电路计算机模拟仿真 我先在图纸进行电路的设计 然后在电脑上用软件 Multisim 画出 电路进行模拟仿真 刚开始数码显示管显示的数字有些问题 最后 经过调试模拟成功 四四 设计的收获 体会和建议设计的收获 体会和建议 电子技术大作业的设计是一个很锻炼动手能力的一次实践性活动 要完成这一次设计任务 必须先做以下的准备 1 复习本学期所学的数电知识 弄懂设计要求和实现该功能的芯片 将局部功能的电路图设计出来 并按照课程设计的要求设计出原理 图 2 充分利用仿真软件 Multisim 将原理图在电脑上进行仿真 在这次课程设计中收获很多 首先 以前在做数电实验时只是按 照实验指导书上的步骤连接电路 并完成实验 但这一次是完全要 求手动 从电路原理图的设计到模拟仿真实现功能 都要求理解并 熟悉芯片的内部结构及功能 在调试过程中要分析电路故障 一一 排除 直到没问题 根据题目要求设计好电路后 选择好芯片后 在 Multisim 上进行仿真直到成功 在过程中我加深了对计数器与时 序逻辑功能的理解 有助于我们了解理论知识 帮助我们理论联系 实