数电课程设计

1、1数字电子技术基础数字电子技术基础河北科技大学信息学院河北科技大学信息学院基础部基础部第三十二次课第三十二次课2数字电子课程设计题目数字电子课程设计题目数字电子钟数字电子钟一、设计要求：一、设计要求： 1. 设计一个具有设计一个具有“时时”、“分分”、“秒秒”的十进制数字显示（的十进制数字显示（“时时”从从0023）的电子钟。）的电子钟。 2. 具有校时功能。具有校时功能。 3. 用中、小规模元件实现所选定的电路。用中、小规模元件实现所选定的电路。 4. 在逻辑实验台上连接调试。在逻辑实验台上连接调试。 5. 画逻辑电路图并写出设计总结报告。画逻辑电路图并写出设计总结报告。3数字电子课程设计题

2、目数字电子课程设计题目数字电子钟数字电子钟二、数字电子钟的基本原理：二、数字电子钟的基本原理： 数字电子钟一般由振荡器、分频器、译码数字电子钟一般由振荡器、分频器、译码器、显示器等几部分组成。这些电路都是数字器、显示器等几部分组成。这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路电路中应用最广的基本电路 。4译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数器计数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制

3、校时控制振荡器振荡器分频器分频器 振荡器产生的时钟信号送到分频器，分频器将振荡器产生的时钟信号送到分频器，分频器将时钟信号分频成每秒一次的方波作为秒信号。时钟信号分频成每秒一次的方波作为秒信号。 5译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数器计数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制校时控制振荡器振荡器分频器分频器 秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结秒信号送入计数器进行计数，并把累

4、计的结果以果以“时时”、“分分”、“秒秒”的数字显示出来。的数字显示出来。 6 “秒秒”的显示电路由两级计数器和译码器的显示电路由两级计数器和译码器组成的组成的六十进制六十进制计数电路实现。计数电路实现。“分分” 的显的显示电路与示电路与“秒秒” ” 相同。相同。 “时时”的显示电路由两级计数器和译码器的显示电路由两级计数器和译码器组成的组成的二十四进制二十四进制计数电路实现。所有计时结计数电路实现。所有计时结果由六位数码管显示器显示。果由六位数码管显示器显示。7译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位

5、时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数器计数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制校时控制振荡器振荡器分频器分频器（1）脉冲产生电路）脉冲产生电路 秒脉冲产生电路由振荡器和分频器构成。振荡器由门秒脉冲产生电路由振荡器和分频器构成。振荡器由门电路构成的对称式多谐振荡器、环形振荡器以及由施密特电路构成的对称式多谐振荡器、环形振荡器以及由施密特触发器构成的多谐振荡器、石英晶体振荡器等多种类型。触发器构成的多谐振荡器、石英晶体振荡器等多种类型。 秒脉冲秒脉冲8 数字电子钟应具有标准的时间源，它所产数字电子钟应具有标准的

6、时间源，它所产生频率稳定的生频率稳定的1Hz脉冲信号，称为秒脉冲。脉冲信号，称为秒脉冲。 常用振荡器为石英晶体振荡器，它的谐振频常用振荡器为石英晶体振荡器，它的谐振频率为率为32768Hz，经过经过分频分频电路，便可得到频率为电路，便可得到频率为1Hz的秒脉冲信号。的秒脉冲信号。 注：在实验室中常采用实验仪上的连续注：在实验室中常采用实验仪上的连续脉冲来代替秒脉冲信号。脉冲来代替秒脉冲信号。9秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路 石英晶体的频率为石英晶体的频率为32768Hz32768Hz，1111脚脚1212脚之间的整脚之间的整个电路为一个电感三点式个电路为一个电感三点式LCLC振荡器，显然要得到秒

7、脉振荡器，显然要得到秒脉冲信号，需要进行冲信号，需要进行2 21515分频。分频。 3 D D触发器构成的二分触发器构成的二分频器，在频器，在Q Q 端得到标准端得到标准的脉冲信号。的脉冲信号。 CC4060CC4060为为1414位二进制位二进制串行计数器串行计数器/ /分频器，它分频器，它的的3 3脚对输入信号进行脚对输入信号进行2 21414分频，输出信号频率为分频，输出信号频率为2Hz 2Hz 。10译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数器计

8、数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制校时控制振荡器振荡器分频器分频器秒脉冲秒脉冲 （2）计数器）计数器 来自分频器的秒信号经过六十进制计数器，来自分频器的秒信号经过六十进制计数器，分别得到分别得到“秒秒”个位、十位，个位、十位，“分分”个位、十位个位、十位以及以及“时时”个位、十位的计时。个位、十位的计时。11 “秒秒”、“分分”计数器为计数器为六十进制六十进制计数器，计数器，小时小时为为二十四进制二十四进制计数器。计数器。这两种计数器这两种计数器，可，可由由74160组成组成。这部分电路需要自己设计完成。这部分电路需要

9、自己设计完成。 （添加（添加7416074160的方框图、引脚介绍、功的方框图、引脚介绍、功能表）能表） 12译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数器计数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制校时控制振荡器振荡器分频器分频器秒脉冲秒脉冲 （3 3）译码显示电路）译码显示电路译码电路可选用译码电路可选用74487448直接驱动共阴极的半导体直接驱动共阴极的半导体数码管。直接采用实验仪

10、上的译码显示电路。数码管。直接采用实验仪上的译码显示电路。13 （3 3）译码显示电路）译码显示电路译码电路可选用译码电路可选用74487448直接驱动共阴极的半导体数码管。直接驱动共阴极的半导体数码管。（添加（添加7448的方框图、引脚介绍、功能表）的方框图、引脚介绍、功能表）14时时 分分 秒秒7448744874487448744874487448驱动驱动BS202的连接方法如图所示的连接方法如图所示:15译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器译码器计数器计数器( (时十位时十位) )计数器计数器( (时个位时个位) )计数器计数器( (分十位分十位) )计数

11、器计数器( (分个位分个位) )计数器计数器( (秒十位秒十位) )计数器计数器( (秒个位秒个位) ) 校时控制校时控制振荡器振荡器分频器分频器秒脉冲秒脉冲 （4）校时电路）校时电路 校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，进行时间的校准的电路。实验室中常采用实验仪上差时，进行时间的校准的电路。实验室中常采用实验仪上的单次脉冲作为校准脉冲。的单次脉冲作为校准脉冲。16 由于由于CLK连续脉冲只能送给秒个位的连续脉冲只能送给秒个位的CLK端端，且在校准时，仅需校准脉冲，而秒脉冲无效，且在校准时，仅需校准脉冲，而秒脉冲无效，故需用门电路设

12、计一个校准电路实现对时、分、故需用门电路设计一个校准电路实现对时、分、秒的校准功能。秒的校准功能。 需需注意注意：校秒时，秒不能向分进位；：校秒时，秒不能向分进位；校分时，分不能向时进位。校分时，分不能向时进位。 可以用开关控制计数脉冲可以用开关控制计数脉冲CLK，也，也可以控制可以控制 EP、ET两个控制端。两个控制端。17三、课程设计说明书的格式：三、课程设计说明书的格式： 封页封页和和课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表从信息学从信息学院网页的下载专区栏院网页的下载专区栏 教学资料下载教学资料下载 课程设计报告书编写格式下载即可。课程设计报告书编写格式下载即可。 目录目录（设计要求、实验

13、器材、设计的（设计要求、实验器材、设计的原原 理、工作原理（详细介绍）理、工作原理（详细介绍）、收获与体收获与体会）会）18课程设计说明书的内容：课程设计说明书的内容：（1）设计要求；）设计要求；（2）实验器材；）实验器材；（3）设计的原理；）设计的原理；（4）工作原理（详细介绍所采用电）工作原理（详细介绍所采用电路的工作原理）；路的工作原理）；（5）收获与体会。）收获与体会。画出整体的原理图（用画出整体的原理图（用A4的纸画原理图，的纸画原理图，图中必须画出振荡、译码、显示、计数、图中必须画出振荡、译码、显示、计数、校准部分的电路）校准部分的电路）所有要求的内容必须手写，原理图所有要求的内容必须手写，原理图必须手画。必须手画。19四、在实验室所做的内容：四、在实验室所做的内容：选用所用过的芯片设计一个选用所用过的芯片设计一个24进进7的计数器。的计数器。 1. 24进制显示进制显示023 2. 7进制显示进制显示17 3. 当当24进制计数器计到进制计数器计到23时，再来一个计数脉时，再来一个计数脉冲时，冲时，7进制计数器加进制计数器加1,24进制计数器回零。进制计数器回零。 20老师验收的步骤：老师验收