课程设计时分秒计数器.doc

课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸目录第1章 绪论 2第2章 设计目的及要求2第3章 设计任务及要求23.1 设计选题 2 3.2 基本要求 2 3.3 提高要求 2第4章 设计内容3 4.1 设计内容及基本原理34.2 器件选择及功能介绍3第5章 软件仿真8 5.1 计时 75.2 校时8 5.3 报时.8第6章 面包板调试9第7章 设计收获及心得10附件 元件清单 10参考文献10电路图11评语121、绪论电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中，课程设计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。通过课程设计要实现以下两个目标：一、学生初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法。即学生根据设计要求，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能要求；二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际方面，运用已学过的分析和设计电路的理论知识，逐步掌握工程设计的步骤和方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。2、 设计目的及要求1、巩固和加强“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程的理论知识。2、掌握电子电路的一般的设计方法，了解电子产品研制开发过程。3、提高电子电路实验技能及仪器使用能力。4、掌握电子电路安装和调试的方法及故障排除方法。5、学会撰写课程设计总结报告。6、通过查阅手册和文献资料，培养同学们独立分析问题和解决问题的能力。7、培养创新能力和创新思维。3、设计任务及要求3.1 设计选题 简要说明：利用数字电路的理论和知识进行设计，一般应具有时分秒计时功能，同时可以进行时间的调整；定点报时等。3.2 基本要求设计一个时分秒计数器，并具有译码显示。其中时为24进制，分秒为60进制。 优先抢答的组别号一直保持到主持人将系统清零为止。3.3 提高要求：(1)、设计时钟脉冲信号产生电路，要求产生1Hz,2Hz,512Hz,1024Hz的脉冲信号。(2)、设计一个电路实现时分秒校准功能。 (3)、设计一个电路实现整点报时功能，要求报时声响四低一高，报时声响持续一秒，间隔一秒，最后一向结束为整点。4、设计内容4.1 设计内容及基本原理1、初选电路形式或根据参考电路确定器件（集成块）类型。根据设计题目要求的 指标，通过查阅有关资料分析其工作原理；2、画出电路方框图，完成电路各部分的指标分配；3、计算各单元电路的参数和确定各元件的参数值。如：电阻值（选合适的标称值）、额定功率。核算集成电路的有关电流、电压等技术指标；4、验算电路的技术指标；5、对电路工艺进行仿真设计；6、对电路作实验调试； 4.2器件选择及功能介绍数字电子钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。由555定时器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。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，时计数器电路计满 24后开始下一轮的循环计数。一般由555定时器、计数器、数码显示器等几部分组成。 信号产生电路：主要用来产生时间标准信号，由 555 组成的多谐振电路产生。计数器：有了“秒”信号，则可以根据 60 秒为 1 分，24 小时为 1 天设计“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60 进制,24 进制计数器，并输出一分，一小时的进位信号。此部分只要由74ls160完成。显示电路：显然一个完整的时钟需要数字上的交互。将计数器的输出信号接到显示译码器即可。由于计数器输出信号符合BCD码，这里采用74247。 因为计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前 10 秒开始，蜂鸣器开始鸣叫。 1、信号产生电路此部分电路主要完成的功能是产生1HZ的脉冲，但由于要控制蜂鸣器的高低音，因而选择产生1024HZ的脉冲，经过数次分频产生1HZ的信号，期间1024HZ,512HZ控制蜂鸣器的高音低音。电路如下：2、 计数器采用74ls160计数器，为十进制计数。可以实现秒的个位，秒的十位为六进制，利用74ls160清零端至六清零。同理可得分位。时位为24进制，可以将时的十位设为3进制，当显示24时两位同时清零。如下图：74ls160引脚图3、显示电路： 本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器。74LS47译码器对应的显示器是共阳极显示器。74ls47引脚图显示电路由六个74274加共阳数码管组成，不躲赘述。如下图：4、 整点报时电路电路应在整点前 10秒钟内开始整点报时，即当时间在 59 分 51秒时，报时电路发出报时控制信号，蜂鸣器发出低响声，时间在59分59秒是蜂鸣器发出高响。列出这几位的bcd码可以发现，1、3、5、7的最后一位都是一，且分位为59，因此可将分计数器十位的 Qc 和 Qa 、个位的 Qd 和 Qa及秒计数器十位的 Qc 和 Qa 、个位的 Qd 相与，从而产生报时控制低音信号。同理可产生控制高音信号。CP秒功能500000510001低音520010530011低音540100550101低音560110570111低音581000591001高音000000具体电路图如下：4、校时电路校时电路是将计数器的级联脉冲断开，接独立脉冲，当到达需要的时间是断开，达到校时的目的。此方法简单易行，但耗时较长。5、 软件仿真5.1 计时5.2 校时5.3 报时注：蜂鸣器用灯代替6、 面包板调试7、 设计收获及心得转眼间，为期一周的数字电路课程设计就结束了。通过这一周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。设计，给人以创作的冲动。但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。课程设计的过程中，由于对理论掌握的不熟练，或者是操作过程中发生失误，都会导致最后结果出不来。至善至美，是人类永恒的追求。但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。对我们光信息专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。通过课程设计，我更加明白了一个真理，“实践是检验真理的唯一标准”。课程设计达到了专业学习的预期目的。课程设计之后，我们普遍感到不仅实际动手能力有所提高，更重要的是通过对设计过程的了解，进一步激发了我们对专业知识的兴趣，并能结合实际存在的问题在专业领域内进行更深入的学习。附件:元件清单元器件名称74LS16074LS16074LS4774LS2174LS0474LS08数码管个数6366456元器名称件单刀双掷开关蜂鸣器电容电阻555定时器个数31若干1参考文