第一篇：基于小規(guī)模芯片的電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

摘 要

電力電子技術(shù)是一門(mén)新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。電子電力技術(shù)對(duì)于生活與工業(yè)生產(chǎn)起到了重要的作用。無(wú)論是小到玩具的控制，大到航天器件的控制。都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。

電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個(gè)分支。現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)該專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。

關(guān)鍵字：電子電力技術(shù)，芯片，變流技術(shù)。

目 錄

摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ

1、緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

2、相關(guān)芯片知識(shí)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2.1 相關(guān)芯片簡(jiǎn)介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 2.2電力電子技術(shù)的應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

3、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.2方案的討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.3外部電路設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

4、調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 4.1系統(tǒng)調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 心得體會(huì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12 參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1、緒論

電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、電工原理和自動(dòng)控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科。因它本身是大功率的電技術(shù)，又大多是為應(yīng)用強(qiáng)電的工業(yè)服務(wù)的，故常將它歸屬于電工類(lèi)。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導(dǎo)體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導(dǎo)體物理學(xué)；它的工藝技術(shù)為半導(dǎo)體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學(xué)的技術(shù)。電力電子電路吸收了電子學(xué)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)器件的特點(diǎn)和電能轉(zhuǎn)換的要求，又開(kāi)發(fā)出許多電能轉(zhuǎn)換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，組成了各種用途的整機(jī)，稱(chēng)為電力電子裝置。這些裝置常與負(fù)載、配套設(shè)備等組成一個(gè)系統(tǒng)。電子學(xué)、電工學(xué)、自動(dòng)控制、信號(hào)檢測(cè)處理等技術(shù)常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應(yīng)用。

對(duì)于這一次的電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，利用電力電子元器件來(lái)構(gòu)造，是對(duì)我們的電力電子技術(shù)水平的提升和考驗(yàn)。

2、相關(guān)芯片知識(shí)。2.1相關(guān)芯片的簡(jiǎn)介。（1）CD4060芯片介紹

圖1

圖2 由圖1與圖2可知CD4060芯片可以用來(lái)做分頻器來(lái)使用，其主要作用就是為 給時(shí)鐘提供一個(gè)比較精準(zhǔn)的秒數(shù)來(lái)提供計(jì)數(shù)單位。

引腳介紹：

VDD: VSS: 芯片接地端。

芯片電源端，接5v電壓源。

Q4-Q14：作為分頻端，由圖2可已看出，一2^Qn次方對(duì)輸入頻率盡心分頻?？梢缘玫?HZ的頻率輸出。

RESET: 清零開(kāi)關(guān)，當(dāng)RESET腳導(dǎo)入由地電位到高電位變化時(shí)，芯片數(shù)據(jù)清零。

圖3為RC自振蕩發(fā)生電路接線圖。

圖3

（2）、74LS161芯片介紹

圖4、74LS161 圖4為74161芯片的圖片?？偣灿?6支管腳，其中每支管腳的作用如下所示： VCC: 芯片電源端，接5V電源。

Q0-Q3： 芯片輸出端，輸出4位符合8421編碼的二進(jìn)制數(shù)。P0-P3： 預(yù)置數(shù)端口，可為芯片實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能。R： 復(fù)位端口，當(dāng)該引腳來(lái)一高電位芯片復(fù)位。CP: 計(jì)數(shù)脈沖的輸入端。CEP:平行輸入使能端。TC: 使用時(shí)接高電位。CEP: 使用時(shí)接高電位。GND: 接地端。

圖5 74161動(dòng)能表

由圖5可以看出，只有當(dāng)R、PE、CET、CEP四個(gè)端口同時(shí)達(dá)到高電平是該芯片能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)功能。當(dāng)R引腳由高變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。

（3）、74LS47芯片簡(jiǎn)介

圖6 圖7 如上圖6與圖7可以知道74LS47的作用，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)7端數(shù)碼管的編譯工作。

圖8 圖8為74LS47的功能表，輸出與8421BCD嗎對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管編碼。

（4）、與門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)的簡(jiǎn)介。

與門(mén)的邏輯關(guān)系非常簡(jiǎn)單，同理非門(mén)和與非門(mén)的邏輯關(guān)系一樣也很簡(jiǎn)單，這里就不多作介紹。

2.2、電力電子技術(shù)的應(yīng)用。

一般工業(yè)： 交直流電機(jī)、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)

交通運(yùn)輸： 電氣化鐵道、電動(dòng)汽車(chē)、航空、航海

電力系統(tǒng)： 高壓直流輸電、柔性交流輸電、無(wú)功補(bǔ)償

電子裝置電源： 為信息電子裝置提供動(dòng)力

家用電器： “節(jié)能燈”、變頻空調(diào)

其他： UPS、航天飛行器、新能源、發(fā)電裝置

3、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方案。

3.1、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求。

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到如下基本要求：

(1)綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)課題。(2)通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(3)進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類(lèi)型和特性，并掌握合理選用的原則。(4)學(xué)會(huì)電子電路的安裝與調(diào)試技能。(5)進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法。(6)學(xué)會(huì)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。

(7)培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

電子課程設(shè)計(jì)的任務(wù)：

用中小規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)多功能數(shù)字鐘，1、準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)(00～23)、分(00～59)、秒(00～59)的時(shí)間。

2、具有校時(shí)功能，可以對(duì)小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對(duì)分校時(shí)的時(shí)候，停止分向小時(shí)進(jìn)位

3.2、方案的討論。

方案

1、利用74LS390實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)秒和分的各位進(jìn)行計(jì)數(shù)。再利用74161構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)對(duì)時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

方案

2、利用74LS1611來(lái)實(shí)現(xiàn)所有計(jì)數(shù)功能。

選擇方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)的原因有開(kāi)始用芯片少，易于實(shí)現(xiàn)。比較經(jīng)濟(jì)。

3.3、外部電路設(shè)計(jì)。

（1）、秒晶振實(shí)現(xiàn)

圖9

產(chǎn)生1HZ的脈沖用于實(shí)現(xiàn)秒計(jì)數(shù)的是通過(guò)使用CD4060芯片的自起振作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，芯片的默認(rèn)頻率為32768HZ通過(guò)13分頻后可以得到1HZ的振動(dòng)頻率。圖9是芯片的自起振動(dòng)的電信電路接法，具體的芯片使用見(jiàn)上面所描述。

（2）、計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)

圖10

計(jì)數(shù)部分是由兩片74LS161組成的。第一片適用于構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，滿(mǎn)十進(jìn)一，通過(guò)一個(gè)與非門(mén)進(jìn)行反饋到MR管教，進(jìn)行芯片復(fù)位處理。主要用于計(jì)數(shù)秒的各位。

第二塊芯片有第一款芯片的進(jìn)位信號(hào)作為輸入脈沖信號(hào)，達(dá)到兩塊芯片級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器的構(gòu)造。作為秒的十位輸出。再通過(guò)7400進(jìn)行反饋來(lái)清零芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)。

（3）、時(shí)計(jì)數(shù)與顯示芯片的實(shí)現(xiàn)

圖11

對(duì)于“時(shí)”的顯示調(diào)節(jié)比較復(fù)雜。對(duì)于時(shí)的復(fù)位有兩種肯能，一種是個(gè)位數(shù)滿(mǎn)十復(fù)位，十位滿(mǎn)二復(fù)位。并且當(dāng)個(gè)位滿(mǎn)四，且十位滿(mǎn)二時(shí)進(jìn)行復(fù)位。于是采用兩路型號(hào)的與門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的復(fù)位，即實(shí)現(xiàn)在個(gè)位滿(mǎn)十的時(shí)候復(fù)位，又能滿(mǎn)足總數(shù)為二十四的時(shí)候進(jìn)行復(fù)位，既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的功能。

顯示芯片是使用的74LS47譯碼器。它的功能在前面的章節(jié)已經(jīng)介紹過(guò)啦。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)碼管的編碼工作，實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字的作用。

同時(shí)對(duì)于調(diào)節(jié)按鈕的設(shè)計(jì)也比較方便的。

（4）、調(diào)節(jié)按鈕

圖12

在電子時(shí)鐘顯示系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)分秒的調(diào)節(jié)功能，于是。利用對(duì)信號(hào)脈沖的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示的調(diào)節(jié)。其中SW1為調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，按下后，時(shí)鐘不進(jìn)行計(jì)數(shù)，本質(zhì)是在于將產(chǎn)生秒脈沖的信號(hào)接地處理。

秒調(diào)節(jié)按鈕，同樣是接到秒脈沖之上，對(duì)他進(jìn)行脈沖的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)的加法運(yùn)算。

分調(diào)節(jié)與時(shí)調(diào)節(jié)，同上所示。

（5）、顯示模塊

圖13

顯示模塊是由8只數(shù)碼管來(lái)盡心是實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)譯碼器來(lái)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行編碼后輸送到數(shù)碼管中進(jìn)行顯示。

4、系統(tǒng)調(diào)試

圖14

圖14為系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行圖。在模擬運(yùn)行時(shí)，由CD4060產(chǎn)生脈沖信號(hào)。輸入到74LS161中進(jìn)行處理，然后送到下一級(jí)計(jì)數(shù)器中處理，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)控制。

通過(guò)調(diào)節(jié)四個(gè)按鈕也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)他的控制調(diào)節(jié)。

附 錄

電路原理圖

心 得 體 會(huì)

這次課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)到，再大的一個(gè)系統(tǒng)其實(shí)也可以分解為一小塊一小塊的分解模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，就比如說(shuō)我們的電子時(shí)鐘，可以分解為自激振動(dòng)模塊，計(jì)數(shù)模塊，復(fù)位模塊，顯示模塊。每一個(gè)模塊有時(shí)可以由最簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)元件組成的。這樣一來(lái)，所有的復(fù)雜的，多元的，都可以將其分解為我們最熟悉的模塊來(lái)解決。

這種基本方法就是我這次課程設(shè)計(jì)最大的心得體會(huì)。同時(shí)，對(duì)于各電路中的邏輯關(guān)系也要十分的明白，像CD4060芯片中復(fù)位的信號(hào)時(shí)一個(gè)低電平進(jìn)行復(fù)位，與其他的有區(qū)別。還有構(gòu)建二十四進(jìn)制的時(shí)鐘“時(shí)”顯示的時(shí)候，他的邏輯關(guān)系就更要搞明白，否則就容易出錯(cuò)誤。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張克農(nóng)，寧改姊，數(shù)字電子計(jì)數(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社，2010.[1]Brand Holdsworth，Clive Wood,數(shù)字邏輯設(shè)計(jì).人民郵電出版社，2006.

第二篇：數(shù)電電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

題目：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

系

別

電氣工程系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

電氣班

學(xué)生姓名

指導(dǎo)教師

提交日期

2011年X月X日

一、設(shè)計(jì)目的3

二、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)

三、設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1方案設(shè)計(jì)與選擇

3.2原理設(shè)計(jì)和功能描述

3.2.1數(shù)字計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)思想

3.2.2數(shù)字電子鐘總體框架圖

3.3單元電路的設(shè)計(jì)

3.3.1數(shù)字電子鐘原理效果圖

3.3.2晶體振蕩器電路

3.3.3分頻器電路

3.3.4時(shí)間計(jì)數(shù)器電路

3.3.5數(shù)碼管

3.3.6揚(yáng)聲器

3.4元器件清單

3.4.1數(shù)字電子鐘仿真

四、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議

五、感想

六、主要參考文獻(xiàn)

附錄

一、設(shè)計(jì)目的數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法。

二、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)

1、設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘，顯示時(shí)間從00：00：00到23：59：592、設(shè)計(jì)的電路包括產(chǎn)生時(shí)基信號(hào)，時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)電路，顯示電路。

3、擴(kuò)展功能：能實(shí)現(xiàn)校時(shí)、教分、教秒；整點(diǎn)報(bào)時(shí)。

三、設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1方案設(shè)計(jì)與選擇

數(shù)字電子技術(shù)的復(fù)雜性和靈活性決定了數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方案有多種，如下是我總結(jié)的部分方案。

方案一：

脈沖信號(hào)源的選擇。用555定時(shí)器制作的多諧振蕩器，信號(hào)發(fā)生器，脈沖芯片等方式都可以作為脈沖信號(hào)源，在此我選擇的是多諧振蕩器，主要考慮的是它的易于制作和很好的穩(wěn)定性。

方案二：

時(shí)分秒計(jì)數(shù)器的選擇。時(shí)分秒計(jì)數(shù)器的選擇同樣有多種，74160N和74161N都是不錯(cuò)的選擇，74LS160和

74LS161,74LS190和74LS191等等也都可以，考慮到其簡(jiǎn)單易用和作為課本上重點(diǎn)內(nèi)容在此我們選擇的是74160N。

方案三：

譯碼顯示器的選擇。DCD_HEX或7448加上SEVEN_SEG_COM_K等也是多種方案，這里我選擇的是DCD_HEX。

3.2原理設(shè)計(jì)和功能描述

3.2.1數(shù)字計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)思想

要想構(gòu)成數(shù)字鐘，首先應(yīng)選擇一個(gè)脈沖源——能自動(dòng)地產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖信號(hào)。而脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)地頻率較高，因此，需要進(jìn)行分頻，使得高頻脈沖信號(hào)變成適合于計(jì)時(shí)的低頻脈沖信號(hào)，即“秒脈沖信號(hào)”（頻率為1Hz）。經(jīng)過(guò)分頻器輸出的秒脈沖信號(hào)到計(jì)數(shù)器中進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于計(jì)時(shí)的規(guī)律是：60秒=1分，60分=1小時(shí)，24小時(shí)=1天，就需要分別設(shè)計(jì)60進(jìn)制，24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)經(jīng)譯碼器、驅(qū)動(dòng)器到數(shù)字顯示器，是“時(shí)”、“分”、“秒”得以數(shù)字顯示出來(lái)。

3.2.2數(shù)字電子鐘總體框架圖

圖2-2

3.3單元電路的設(shè)計(jì)

3.3.1數(shù)字電子鐘原理效果圖

圖2-3-1

3.3.2晶體振蕩器電路

晶體振蕩器是電子鐘的核心，晶體振蕩器設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響了整個(gè)電的好壞。這里我用555定時(shí)器制作了一個(gè)多諧振蕩器。

其中R1=57.72

kΩ,R1=115.4

kΩ,C=100nF,Cf=10nF,f=1/0.7(Rw+2R)C=1/[0.7(57.72+2*115.4)*103*100*10-9]≈50Hz。

其產(chǎn)生的頻率為50Hz,然后經(jīng)過(guò)整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如圖：

圖2-3-2

3.3.3分頻器電路

分頻器是由兩個(gè)74160N組成的50進(jìn)制計(jì)數(shù)器。則輸出端的頻率則是將原來(lái)的50Hz分成1Hz的頻率輸出，實(shí)現(xiàn)分頻效果。

圖2-3-3

3.3.4時(shí)間計(jì)數(shù)器電路

時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其原理圖如下：

圖2-3-4

3.3.5數(shù)碼管

數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設(shè)計(jì)提供的為L(zhǎng)ED數(shù)碼管DCD_HEX，其已內(nèi)含譯碼器功能，所以不用再另加譯碼器。

圖2-3-5

3.3.6揚(yáng)聲器

該揚(yáng)聲器的額定頻率為200Hz，額定電壓為3V，額定電流為0.05A。

圖2-3-6

3.4元器件清單

元件名稱(chēng)

數(shù)量(個(gè))

DCD_HEX

74160N

555_VIRTUAL

4049BT_5V

74LS00D

57.72kΩ電阻

115.4kΩ電阻

5V直流電源

BUZZER

100nF電容

10nF電容

導(dǎo)線

若干

表2-4

3.4.1數(shù)字電子鐘仿真

下圖為仿真結(jié)果，仿真開(kāi)始時(shí)，多諧振蕩器產(chǎn)生50Hz的正弦脈沖信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)分頻器后其輸出的頻率變?yōu)?Hz。計(jì)數(shù)器接收到脈沖信號(hào)后開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。當(dāng)分秒計(jì)數(shù)器達(dá)到59分59秒，然后再來(lái)一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)揚(yáng)聲器開(kāi)始發(fā)聲，也就是整點(diǎn)報(bào)時(shí)。下面為其中的一張仿真圖。

圖3-1

四、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議

1、應(yīng)選用石英晶體振蕩器，為了簡(jiǎn)化電路分頻選用CD4040。

2、本設(shè)計(jì)校時(shí)電路是將各個(gè)位上的使能端引出接一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，一端（1端）接低位的進(jìn)位信號(hào)，另一端（2端）接校時(shí)電路。校正某位上的時(shí)間時(shí)，可以將相應(yīng)位的開(kāi)關(guān)接到2端，通過(guò)撥動(dòng)校時(shí)電路就能實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能。

3、沒(méi)有校時(shí)電路。

五、感想

（1）

布局設(shè)計(jì)：要先根據(jù)主體電路圖和擴(kuò)展電路圖想象各個(gè)元件的分布位置，哪塊電路板該放哪些元件，如何最大限度利用電路板的空間，怎么樣才能使走線明朗、簡(jiǎn)潔。

（2）

布線工藝：一開(kāi)始看到電線像蜘蛛網(wǎng)一樣，密密麻麻的，非常難看懂和檢查，后來(lái)看了預(yù)先設(shè)計(jì)的線路，而且用各種顏色的導(dǎo)線區(qū)分，顯得明朗清晰。

（3）

課題核心及使用價(jià)值：該課題用一個(gè)生活中的實(shí)力展示了振蕩電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路的作用與銜接過(guò)程，揭示了電子鐘內(nèi)部電路圖及其各部分的作用。我們通過(guò)此課題，結(jié)合上學(xué)期學(xué)習(xí)的模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)的理論課知識(shí)，可以系統(tǒng)地學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)與測(cè)試的流程、方法、原理，為我們以后設(shè)計(jì)更加專(zhuān)業(yè)、復(fù)雜的集成電路打下雄厚的基礎(chǔ)。

六、主要參考文獻(xiàn)

[1]

清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩(shī)白、華成英主編：《

模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)

》

[

M

]

.（第四版）.北京：高等教育出版社,2006.5（2009重?。?/p>

[2]華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編，康華光主編：《電子

基礎(chǔ)——數(shù)字部分》

[M]

.（第四版）.北京:高等教育出版社，1988年

[3]

清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，閻

石主編：《

數(shù)學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)

》

[M]

.（第五版).北京：高等教育出版社，2006.5（2008年重印）

[4]遼寧工程技術(shù)大學(xué)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心組編，馬玉芳、樸忠學(xué)、張國(guó)軍主編：《

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

》，2010.3

[5]朱清慧、張鳳蕊、翟天蒿、王志奎編著：《

Proteus教程——電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真

》

[M]

.北京：清華大學(xué)教育出版社，2008.9

[6]熊幸明主編：《電子電工技能訓(xùn)練》

[M].北京:電子工業(yè)出版社，2005年

華nan理工大學(xué)guang州學(xué)院

附錄

第三篇：電子時(shí)鐘 電子技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告

課 程 名 稱(chēng) 電子技術(shù)基礎(chǔ) 院 部 名 稱(chēng)

機(jī)電工程學(xué)院

專(zhuān)

業(yè)

自動(dòng)化

班 級(jí) 10自動(dòng)化 指 導(dǎo) 教 師 趙國(guó)樹(shù)

金陵科技學(xué)院教務(wù)處制

目錄

一、課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的............................................二、課程設(shè)計(jì)題目及要求..............................................三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求....................................1.設(shè)計(jì)要求.......................................................2.總體參考方案.................................................3.單元電路設(shè)計(jì)....................................................（1）.秒脈沖發(fā)生器.............................................（2）.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器...........................................（3）.秒、分、時(shí)譯碼顯示模塊....................................（4）.校時(shí)電路................................................4.附圖說(shuō)明各部分功能的實(shí)現(xiàn)....................................（1）.開(kāi)始狀態(tài)................................................（2）.時(shí)、分、秒分別校時(shí)........................................（3）.3滿(mǎn)60秒向分鐘進(jìn)位狀態(tài)...................................（4）.滿(mǎn)60分向小時(shí)進(jìn)位狀態(tài)....................................（5）.23:59:59向00:00:00進(jìn)位狀態(tài)................................5.整體電路圖....................................................6.實(shí)驗(yàn)室調(diào)試....................................................（1）.元件清單.................................................（2）.調(diào)試過(guò)程...............................................（3）.調(diào)試結(jié)果(照片).........................................（4）.調(diào)試心得體會(huì)..............................................參考文獻(xiàn).......................................................致謝........................................................一、課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的

1、掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法；

2、進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；

3、提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力；

4、培養(yǎng)書(shū)寫(xiě)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。

二、課程設(shè)計(jì)題目及要求

數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)

1、準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。

2、小時(shí)計(jì)時(shí)采用24進(jìn)制的計(jì)時(shí)方式，分、秒采用60進(jìn)制的計(jì)時(shí)方式。

3、具有快速校準(zhǔn)時(shí)、分的功能。

三、課程設(shè)計(jì)任務(wù)及工作量的要求

1、設(shè)計(jì)要求

（1）、準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。

（2）、小時(shí)計(jì)時(shí)采用24進(jìn)制的計(jì)時(shí)方式，分、秒采用60進(jìn)制的計(jì)時(shí)方式。（3）、具有快速校準(zhǔn)時(shí)、分的功能。

2、總體參考方案 框圖

T?0.7(R1?2R2)C?0.7(6k?2?4.7k)?100uF?1.078s

3.單元電路設(shè)計(jì)（1）.秒脈沖發(fā)生器

采用555施密特觸發(fā)器

相關(guān)計(jì)算如下

仿真圖

（2）.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器

秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)6級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位、“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為六十進(jìn)制，小時(shí)為二十四進(jìn)制。

由秒脈沖獲得的1Hz的頻率首先送到計(jì)數(shù)器，這里采用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192，達(dá)到10次脈沖向前進(jìn)位并且同步清零，一次來(lái)實(shí)現(xiàn)“秒”各位的十進(jìn)制，然后產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，向“秒”的十位送達(dá)一個(gè)脈沖，“秒”的十位數(shù)字將要顯示六時(shí)，將Q1，Q2經(jīng)過(guò)與門(mén)與MR相連，一次達(dá)到“秒”的六十清零的目的，同樣，分鐘的個(gè)位的計(jì)數(shù)要通過(guò)秒十位的Q1，Q2經(jīng)過(guò)與門(mén)，與“分”個(gè)位的家計(jì)數(shù)器相連，時(shí)，“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“01——02——03——??——22——23——00——01——02——??”規(guī)律計(jì)數(shù)的，這與日常生活中的計(jì)時(shí)規(guī)律相同。在此實(shí)驗(yàn)中，它是由兩片cc40192和一片cc4011構(gòu)造成的同步二十四計(jì)數(shù)器，利用異步清零端實(shí)現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過(guò)渡狀態(tài)不顯示。其中，“時(shí)”十位是3進(jìn)制，“時(shí)”個(gè)位是十進(jìn)制。

74LS192功能及引腳圖

、可預(yù)置的十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器

仿真圖

（3）.秒、分、時(shí)譯碼顯示模塊

本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來(lái)顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽(yáng)極顯示器或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對(duì)應(yīng)的顯示器是共陰極顯示器。

（4）.校時(shí)電路

當(dāng)數(shù)字鐘走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間。校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”“分”

“秒”的校準(zhǔn)。在電路中設(shè)有正常計(jì)時(shí)和校對(duì)位置。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)“時(shí)”“分”的校對(duì)。對(duì)校時(shí)的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。需要注意的時(shí)，校時(shí)電路是由與門(mén)構(gòu)成的組合邏輯電路如下圖示：

方法：“秒”校時(shí)采用等待校時(shí)法。正常工作時(shí)，將開(kāi)關(guān)S1撥向VDD位置，不影響與門(mén)G1傳送秒計(jì)數(shù)信號(hào)。進(jìn)行校對(duì)時(shí)，將S1撥向接地位置，封閉與門(mén)G1，暫停秒計(jì)時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一到，立即將S1撥回VDD位置，開(kāi)放與門(mén)G1?！胺帧焙汀皶r(shí)”校時(shí)采用加速校時(shí)法。正常工作時(shí)，S2和S3接地，封閉與門(mén)G3或G5，不影響或門(mén)G2或G4傳送秒、分進(jìn)位計(jì)數(shù)脈沖。進(jìn)行校對(duì)時(shí)，將S2、S3撥向VDD位置，秒脈沖通過(guò)G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器，讓“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器以秒節(jié)奏快速計(jì)數(shù)。待標(biāo)準(zhǔn)時(shí)、分一到，立即將S2、S3撥回接地位置，封鎖秒脈沖信號(hào)，開(kāi)放或門(mén)G2、G4對(duì)秒、分進(jìn)位計(jì)數(shù)脈沖的傳送

仿真圖

4、附圖說(shuō)明各部分功能的實(shí)現(xiàn)

（1）.開(kāi)始狀態(tài)

（2）.時(shí)、分、秒分別校時(shí)

.（3）..滿(mǎn)60秒向分鐘進(jìn)位狀態(tài)

（4）、滿(mǎn)60分向小時(shí)進(jìn)位狀態(tài)

（5）、23:59:59向00:00:00進(jìn)位狀態(tài)

5.整體電路圖

6、實(shí)驗(yàn)室調(diào)試（1）元件清單

（2）調(diào)試過(guò)程

于6月7日下午開(kāi)始進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，歷時(shí)四個(gè)小時(shí)。首先調(diào)試的是秒脈沖發(fā)生器，以NE555為主要芯片其引腳示意圖如下圖示

選擇合適的電阻電容，根據(jù)仿真的數(shù)據(jù)以及連接方式，對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，由于脈沖產(chǎn)生的波形不穩(wěn)定，可以采取將脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)非門(mén)調(diào)試。計(jì)數(shù)器采用的是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192，其引腳示意圖以及功能表如下示

74ls192引腳圖

74ls192功能表

將192的輸出端Q1、Q2、Q3、Q4分別與譯碼器74LS48的A、B、C、D相連接，其引腳示意圖如下圖示

譯碼器與共陰極的七段數(shù)碼管分別相連接。主要部分已經(jīng)完成，所需要注意的是，每一個(gè)芯片都要接通電源和地。至于控制電路以及邏輯進(jìn)位和清零，所需要的芯片主要是與門(mén)和或門(mén)以及非門(mén)，三者的引腳示意圖分別如下示

（與門(mén)74LS08）(或門(mén)74LS32)（非門(mén)74LS00）

（3）調(diào)試結(jié)果(照片)由于跳動(dòng)的太大，在進(jìn)行校正時(shí)，可能不會(huì)盡如人意，照片如下圖示

（4）調(diào)試心得體會(huì)

通過(guò)這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解，而且更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨(dú)立思考問(wèn)題的能力和通過(guò)查看相關(guān)資料來(lái)解決問(wèn)題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)，但通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們了解了課程設(shè)計(jì)的一般步驟，和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。設(shè)計(jì)本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對(duì)待問(wèn)題時(shí)的態(tài)度和處理事情的能力。各個(gè)芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時(shí)應(yīng)該注意那些要點(diǎn)。同一個(gè)電路可以用那些芯片實(shí)現(xiàn)，各個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能的區(qū)別。

另外，我還漸漸熟悉了pruteus這個(gè)仿真軟件的各個(gè)功能，讓我體會(huì)到了期中的樂(lè)趣，還在電腦制作文檔的過(guò)程中，使我對(duì)辦公軟件有了更進(jìn)一步的了解和掌握。

參考文獻(xiàn)

1.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社.2.模擬電子技術(shù)（修訂版）清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社

3.模擬電子技術(shù)教程 電子工業(yè)出版社

4.朱定華主編.電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn).北京：清華大學(xué)出版社，2004.致謝

首先要感謝趙國(guó)樹(shù)老師的悉心教導(dǎo)，幾天來(lái)，趙老師的不辭勞苦給我留下了深刻的印象，趙老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度以及他豐富的學(xué)識(shí)，讓我們學(xué)到了很多在《數(shù)字電子電路》等方面的知識(shí)，同時(shí)讓我們認(rèn)識(shí)它的趣味性、實(shí)用性，讓我深深的喜歡上了這門(mén)學(xué)科。當(dāng)我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)上遇到困難時(shí)，老師一邊又一遍的給我們講解，在此，向趙國(guó)樹(shù)老師致以最誠(chéng)摯的謝意。

第四篇：數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)2

數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

題目：

數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

目錄

一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求…………………………………………（3）

二、設(shè)計(jì)方案論證

…………………………..………….（3）1.總體方案及框圖 2.各部分論證

三、單元電路設(shè)計(jì)…………………………………………………（4）1.振蕩器 ………………………………………………………（4）2.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器…………………………………………（5）

3.顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）

4.分頻器……………………………………………………（7）5.報(bào)時(shí)電路…………………………………………………（9）

四、總體電路設(shè)計(jì)及原理………………………………………（13）

五、元器件明細(xì)表………………………………………………（10）

六、心得體會(huì)……………………………………………………（11）

七、參考文獻(xiàn)……………………………………………………（11）

一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求 1.設(shè)計(jì)任務(wù)

數(shù)字電子鐘的邏輯電路 2.設(shè)計(jì)要求

（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準(zhǔn)秒信號(hào)。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示切且具有校時(shí)、校分、校秒的功。

（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。要求整點(diǎn)差10秒開(kāi)始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝和調(diào)試。（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫(xiě)出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。

二、設(shè)計(jì)方案論證

數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個(gè)部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路。

圖一

對(duì)于各個(gè)部分而言

數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。?

數(shù)字鐘計(jì)時(shí)周期是24小時(shí)，因此必須設(shè)置24小時(shí)計(jì)數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器及模為24的時(shí)計(jì)數(shù)器組成，秒、分、時(shí)由七段數(shù)碼管顯示。?

為使數(shù)字鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的。設(shè)計(jì)中采用開(kāi)關(guān)控制校時(shí)直接用秒脈沖先后對(duì)“時(shí)”“分”“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行校時(shí)操作。?

能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在從59分50秒開(kāi)始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號(hào)，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號(hào)，此信號(hào)結(jié)束即達(dá)到正點(diǎn)。?

三、單元電路設(shè)計(jì) 1.各獨(dú)立功能部件的設(shè)計(jì)（1）、振蕩器 振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號(hào)振蕩頻率的精度和 穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方 案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用 振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反 向器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定性極好、精度較高 的時(shí)間信號(hào)源。改變電容C可以

圖 二

石英晶體振蕩器

振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，再通過(guò)一個(gè)反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進(jìn)行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號(hào)。

第二種方案如圖三采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時(shí)，可以得到秒脈沖信號(hào)。

圖三 方波信號(hào)發(fā)生器

附555定時(shí)器的功能表 輸

出 輸

出

閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止 >2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通 <2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變

（2）秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器

U1到U6 六個(gè)74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器。

U1、U2共同構(gòu)成秒計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六--十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如圖四。U1作為秒個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號(hào)脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。?

U2作為秒十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖輸入受到秒個(gè)位U1的控制，其計(jì)數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計(jì)數(shù)器計(jì)到0011，即清零信號(hào)到復(fù)位輸入端時(shí)，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計(jì)時(shí)值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。U3、U4分別構(gòu)成分個(gè)位十進(jìn)制和分十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。?

圖四 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

U5、U6共同構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器?

如圖五。U5作為時(shí)十位計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時(shí)信號(hào)脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

U12

圖五

二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器

（3）顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和LED七段數(shù)碼顯示管

六個(gè)74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼顯示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。74LS248的顯示功能：

顯示功能見(jiàn)功能表的上半部分。[DCBA]是二進(jìn)制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對(duì)于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過(guò)9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見(jiàn)圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時(shí)，數(shù)碼管熄滅。實(shí)驗(yàn)時(shí)要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護(hù)LED數(shù)碼管。表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表 十進(jìn)制

或功能 輸

入

輸

出

D

C

B

A

a

b

c

d

e

f

g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 H H H H H H H H H H H H H H H H H ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′

′ L

L L

L L

L L

L L

H L

L L

H H

L H

H L

L

L

H

L

H L

H

H

L L

H

H

H H H H H H H H H H H H H H H H H

H

H

H

H

H

H

L

L

H

H

L

L

L

L

H

H

L

H

H

L

H

H

H

H

H

L

L

H

L

H

H

L

L

H

H

H

L

H

H

L

H

H

H

L

H

H

H

H

H

H

H

H

L

L

L

L

圖六 74LS248顯示字型與輸入的對(duì)應(yīng)關(guān)系

如圖七，六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計(jì)中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點(diǎn)亮電流在5～10mA。六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個(gè)位、十位；分個(gè)位、十位；時(shí)個(gè)位、十位的計(jì)數(shù)十進(jìn)制數(shù)

圖七 顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼顯示管（4）分頻器

分頻器電路是由三個(gè)74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它由一個(gè)一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時(shí)，才能夠在計(jì)數(shù)脈沖（下降沿）作用下實(shí)現(xiàn)二—五—十進(jìn)制加計(jì)算。因?yàn)橐獙?duì)輸入的脈沖進(jìn)行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計(jì)數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時(shí)鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號(hào)方波脈沖，成為秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖和時(shí)間校準(zhǔn)信號(hào)。

將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過(guò)觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。

經(jīng)過(guò)U1、U2計(jì)數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時(shí)脈沖。

圖八

分頻器 附74LS90二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能圖 復(fù)位輸入 置位輸入 輸出

R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計(jì)數(shù) L × × L 計(jì)數(shù) × L L × 計(jì)數(shù) × L × L 計(jì)數(shù)

JK觸發(fā)器的功能表 J K Qn Qn+1 說(shuō)明 0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變 1

0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同

0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同

1 1 0 1 每輸入一個(gè)脈沖輸出狀態(tài)改變一次

0

（五）報(bào)時(shí)電路

整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)發(fā)出音響，因此需要對(duì)每個(gè)整點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間譯碼，以其輸出驅(qū)動(dòng)音響控制電路。如圖九。

若要在每一整點(diǎn)發(fā)出五低音、一高音報(bào)時(shí)，需要對(duì)59分50秒到59分59秒進(jìn)行時(shí)間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個(gè)位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個(gè)位輸出。在59分時(shí)，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時(shí)，B= QC2 QA2=1；秒個(gè)位為0、2、4、6、8秒時(shí)，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時(shí)等于1，故可以用F1作低音的控制信號(hào)。當(dāng)計(jì)數(shù)器每計(jì)到59分59秒時(shí)，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時(shí)F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計(jì)1秒到達(dá)整點(diǎn)時(shí)F3=1,故可用F3作一次高音控制信號(hào)。

用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計(jì)數(shù)器累計(jì)到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時(shí)發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時(shí)間均為一秒鐘，實(shí)現(xiàn)了整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。

圖九

整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路

四、原理圖（見(jiàn)最后一頁(yè)）

五、元器件明細(xì)表

序號(hào) 元器件名稱(chēng) 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量（個(gè)）備注 U0 集成定時(shí)器 5G555定時(shí)器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計(jì)數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計(jì)數(shù)器 U7～U9 異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器

U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時(shí)的數(shù)字 U11～U12 與非門(mén) 多輸入與非門(mén) 2 U13 J-K觸發(fā)器

C1、C2 電容C1=C2=104pf R1 R2 電阻R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻R=1k,R`=47 U14 U20 門(mén)器件 非門(mén) 1

U15～U19 門(mén)器件 與門(mén) 6 多輸入與門(mén) U21～U23 門(mén)器件 與非門(mén) 3 多輸入與非門(mén) U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級(jí)管 U26 喇叭實(shí)現(xiàn)鬧鈴

六、設(shè)計(jì)體會(huì)

在整個(gè)課程設(shè)計(jì)完后，總的感覺(jué)是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實(shí)際價(jià)值的東西。在這個(gè)過(guò)程中，我的確學(xué)得到很多在書(shū)本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計(jì)要求，如何找到錯(cuò)誤的原因，如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)畫(huà)圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時(shí)遇到了一個(gè)錯(cuò)誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯(cuò)了，有時(shí)更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問(wèn)題在課堂上不可能犯，在動(dòng)手的過(guò)程中卻很有可能犯。特別是在接電路時(shí)，一不小心就會(huì)犯錯(cuò)，而且很不容易檢查出來(lái)。但現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看，還是挺有成就感的。

七、參考文獻(xiàn)

姚福安.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐.山東科學(xué)技術(shù)出版社第一版.2002 楊志亮.電路原理圖設(shè)計(jì)技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社第一版.2003 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)..高等教育出版社第四版.1998 童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社第三版.2001 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2002 蘇止麗.數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn).武漢理工大學(xué).2003 陳明義.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)使用教程 中南大學(xué)出版社第一版.2002

回答者： 命途多舛0913-一

級(jí)

2008-1-5 21:54

數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

題目： 數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

目 錄

一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求…………………………………………（3）

二、設(shè)計(jì)方案論證 …………………………..………….（3）

1.總體方案及框圖

2.各部分論證

三、單元電路設(shè)計(jì)…………………………………………………（4）

1.振蕩器 ………………………………………………………（4）

2.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器…………………………………………（5）

3.顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）

4.分頻器……………………………………………………（7）

5.報(bào)時(shí)電路…………………………………………………（9）

四、總體電路設(shè)計(jì)及原理………………………………………（13）

五、元器件明細(xì)表………………………………………………（10）

六、心得體會(huì)……………………………………………………（11）

七、參考文獻(xiàn)……………………………………………………（11）

一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求

1.設(shè)計(jì)任務(wù)

數(shù)字電子鐘的邏輯電路

2.設(shè)計(jì)要求

（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準(zhǔn)秒信號(hào)。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示切且具有校時(shí)、校分、校秒的功。

（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。要求整點(diǎn)差10秒開(kāi)始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。

（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝和調(diào)試。

（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫(xiě)出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。

二、設(shè)計(jì)方案論證

數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個(gè)部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路。

圖一

對(duì)于各個(gè)部分而言

數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。?

數(shù)字鐘計(jì)時(shí)周期是24小時(shí)，因此必須設(shè)置24小時(shí)計(jì)數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器及模為24的時(shí)計(jì)數(shù)器組成，秒、分、時(shí)由七段數(shù)碼管顯示。?

為使數(shù)字鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的。設(shè)計(jì)中采用開(kāi)關(guān)控制校時(shí)直接用秒脈沖先后對(duì)“時(shí)”“分”“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行校時(shí)操作。? 能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在從59分50秒開(kāi)始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號(hào)，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號(hào)，此信號(hào)結(jié)束即達(dá)到正點(diǎn)。?

三、單元電路設(shè)計(jì)

1.各獨(dú)立功能部件的設(shè)計(jì)

（1）、振蕩器

振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號(hào)振蕩頻率的精度和

穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方

案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用

振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反

向器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定性極好、精度較高的時(shí)間信號(hào)源。改變電容C可以

圖 二 石英晶體振蕩器

振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，再通過(guò)一個(gè)反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進(jìn)行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號(hào)。

第二種方案如圖三采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時(shí)，可以得到秒脈沖信號(hào)。

圖三 方波信號(hào)發(fā)生器

附555定時(shí)器的功能表

輸 出 輸 出

閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止

>2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通

<2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變

（2）秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器

U1到U6 六個(gè)74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器。

U1、U2共同構(gòu)成秒計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六--十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如圖四。U1作為秒個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號(hào)脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。?

U2作為秒十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖輸入受到秒個(gè)位U1的控制，其計(jì)數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計(jì)數(shù)器計(jì)到0011，即清零信號(hào)到復(fù)位輸入端時(shí)，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計(jì)時(shí)值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。

U3、U4分別構(gòu)成分個(gè)位十進(jìn)制和分十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。?

圖四 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

U5、U6共同構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器? 如圖五。U5作為時(shí)十位計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時(shí)信號(hào)脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

U12 圖五 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器

（3）顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和LED七段數(shù)碼顯示管

六個(gè)74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼顯示對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。74LS248的顯示功能：

顯示功能見(jiàn)功能表的上半部分。[DCBA]是二進(jìn)制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對(duì)于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過(guò)9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見(jiàn)圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時(shí)，數(shù)碼管熄滅。實(shí)驗(yàn)時(shí)要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護(hù)LED數(shù)碼管。

表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表

圖六 74LS248顯示字型與輸入的對(duì)應(yīng)關(guān)系

如圖七，六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計(jì)中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點(diǎn)亮電流在5～10mA。六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個(gè)位、十位；分個(gè)位、十位；時(shí)個(gè)位、十位的計(jì)數(shù)十進(jìn)制數(shù)

圖七 顯示譯碼/驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼顯示管

（4）分頻器

分頻器電路是由三個(gè)74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它由一個(gè)一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時(shí)，才能夠在計(jì)數(shù)脈沖（下降沿）作用下實(shí)現(xiàn)二—五—十進(jìn)制加計(jì)算。因?yàn)橐獙?duì)輸入的脈沖進(jìn)行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計(jì)數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時(shí)鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號(hào)方波脈沖，成為秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖和時(shí)間校準(zhǔn)信號(hào)。

將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過(guò)觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。

經(jīng)過(guò)U1、U2計(jì)數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時(shí)脈沖。

圖八 分頻器

附74LS90二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能圖

復(fù)位輸入 置位輸入 輸出 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計(jì)數(shù)

L × × L 計(jì)數(shù)

× L L × 計(jì)數(shù)

× L × L 計(jì)數(shù)

JK觸發(fā)器的功能表

J K Qn Qn+1 說(shuō)明

0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變1

0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同1 1 0 1 每輸入一個(gè)脈沖輸出狀態(tài)改變一次0

（五）報(bào)時(shí)電路

整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)發(fā)出音響，因此需要對(duì)每個(gè)整點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間譯碼，以其輸出驅(qū)動(dòng)音響控制電路。如圖九。

若要在每一整點(diǎn)發(fā)出五低音、一高音報(bào)時(shí)，需要對(duì)59分50秒到59分59秒進(jìn)行時(shí)間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個(gè)位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個(gè)位輸出。在59分時(shí)，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時(shí)，B= QC2 QA2=1；秒個(gè)位為0、2、4、6、8秒時(shí)，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時(shí)等于1，故可以用F1作低音的控制信號(hào)。

當(dāng)計(jì)數(shù)器每計(jì)到59分59秒時(shí)，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時(shí)F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計(jì)1秒到達(dá)整點(diǎn)時(shí)F3=1,故可用F3作一次高音控制信號(hào)。

用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計(jì)數(shù)器累計(jì)到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時(shí)發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時(shí)間均為一秒鐘，實(shí)現(xiàn)了整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。

圖九 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路

四、原理圖（見(jiàn)最后一頁(yè)）

五、元器件明細(xì)表

序號(hào) 元器件名稱(chēng) 型號(hào)規(guī)格 數(shù)量（個(gè)）備注

U0 集成定時(shí)器 5G555定時(shí)器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計(jì)數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計(jì)數(shù)器

U7～U9 異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器

U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時(shí)的數(shù)字

U11～U12 與非門(mén) 多輸入與非門(mén) 2 U13 J-K觸發(fā)器 1

C1、C2 電容 2 C1=C2=104pf R1 R2 電阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 門(mén)器件 非門(mén) 1

U15～U19 門(mén)器件 與門(mén) 6 多輸入與門(mén)

U21～U23 門(mén)器件 與非門(mén) 3 多輸入與非門(mén)

U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級(jí)管 1 U26 喇叭 1 實(shí)現(xiàn)鬧鈴

六、設(shè)計(jì)體會(huì)

在整個(gè)課程設(shè)計(jì)完后，總的感覺(jué)是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實(shí)際價(jià)值的東西。在這個(gè)過(guò)程中，我的確學(xué)得到很多在書(shū)本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計(jì)要求，如何找到錯(cuò)誤的原因，如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)畫(huà)圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時(shí)遇到了一個(gè)錯(cuò)誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯(cuò)了，有時(shí)更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問(wèn)題在課堂上不可能犯，在動(dòng)手的過(guò)程中卻很有可能犯。特別是在接電路時(shí)，一不小心就會(huì)犯錯(cuò)，而且很不容易檢查出來(lái)。但現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)看，還是挺有成就感的。

第五篇：嵌入式電子鬧鐘時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

#include //頭文件 #include #define uchar unsigned char //宏定義 #define uint unsigned int //位定義

sbit rs=P2^5;//液晶位定義 sbit lcden=P2^7;sbit s1=P2^0;//時(shí)間功能切換按鍵 sbit s2=P2^1;//按鍵加 sbit s3=P2^3;//按鍵減

sbit s4=P2^4;//鬧鐘功能切換鍵 sbit rst=P1^5;//ds1302引腳定義 sbit io=P1^6;sbit sclk=P1^7;sbit beep=P3^0;//蜂鳴器

uchar num,count,shi,fen,miao,s1num,s2num, year,month,day,week,flag,flag1,year1,month1, day1,week1,shi1,fen1,miao1,year2,month2, day2,week2,shi2,fen2,miao2,year5,month5, day5,week5,shi5,fen5,miao5,wk,ashi,afen;//參數(shù)定義

uchar code table[]=“20--”;//液晶固定顯示 uchar code table1[]=“ : : 00:00”;/* uchar time_dat[7]={12,1,6,6,12,59,59};//年周月日時(shí)分秒 uchar write_add[7]={0x8c,0x8a,0x88,0x86,0x84,0x82,0x80};uchar read_add[7]={0x8d,0x8b,0x89,0x87,0x85,0x83,0x81};*/ void write_com(uchar com);//液晶寫(xiě)指令函數(shù) void write_data(uchar date);//液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)

void write_ds1302(uchar add,uchar dat);//ds1302芯片寫(xiě)指令函數(shù) void set_rtc();//ds1302時(shí)間設(shè)置函數(shù) void time_pros();//ds1302進(jìn)制轉(zhuǎn)換函數(shù) void read_rtc();//ds1302讀時(shí)間函數(shù) void alarm();//鬧鐘函數(shù)

void delay(uint z)//延時(shí)函數(shù) { uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);} void init()//初始化 { lcden=0;flag=0;flag1=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);//液晶固定顯示，第一行 for(num=0;num<14;num++){ write_data(table[num]);delay(5);}

write_com(0x80+0x40);//液晶顯示第二行 for(num=0;num<20;num++){ write_data(table1[num]);delay(5);} }

void write_com(uchar com)//1602液晶寫(xiě)指令 { rs=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}

void write_data(uchar date)//1602液晶寫(xiě)寫(xiě)數(shù)據(jù) { rs=1;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}

void write_sfm(uchar add,uchar date)//時(shí)分秒 { uchar shi3,ge;shi3=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+shi3);write_data(0x30+ge);}

void write_nyr(uchar ad,uchar date)//年月日 { uchar shi4,ge2;shi4=date/10;ge2=date%10;write_com(0x80+ad);write_data(0x30+shi4);write_data(0x30+ge2);}

void write_week(uchar wk)//星期按西方星期設(shè)置{ write_com(0x80+11);switch(wk){ case 1: write_data('S');delay(5);write_data('U');delay(5);write_data('N');break;

case 2: write_data('M');delay(5);write_data('O');delay(5);write_data('N');break;

case 3: write_data('T');

星期天為第一天 delay(5);write_data('U');delay(5);write_data('E');break;

case 4: write_data('W');delay(5);write_data('E');delay(5);write_data('D');break;

case 5: write_data('T');delay(5);write_data('H');delay(5);write_data('U');break;

case 6: write_data('F');delay(5);write_data('R');delay(5);write_data('T');break;

case 7: write_data('S');delay(5);write_data('A');delay(5);write_data('T');break;

} }

void keyscan()//{ if(s1==0){ delay(5);

按鍵函數(shù) if(s1==0){ write_com(0x0f);s1num++;//記錄按鍵次數(shù) flag=1;flag1=1;while(!s1);

switch(s1num)//光標(biāo)閃爍點(diǎn)定位 { case 1:write_com(0x80+0x40+6);//秒 break;

case 2:write_com(0x80+0x40+3);//分 break;

case 3:write_com(0x80+0x40+0);//時(shí) break;

case 4:write_com(0x80+11);//星期 break;case 5:write_com(0x80+8);//日 break;

case 6:write_com(0x80+5);//月 break;

case 7:write_com(0x80+2);//年 break;

case 8:s1num=0;write_com(0x0c);//設(shè)置開(kāi)顯示光標(biāo)不顯示 關(guān)閉時(shí)間設(shè)置

set_rtc();flag=0;break;}

} }

if(s1num!=0)//按鍵加減 { if(s2==0)//加按鍵函數(shù) { delay(10);if(s2==0){

while(!s2);switch(s1num)//根據(jù)功能鍵相應(yīng)次數(shù)做出調(diào)節(jié) { case 1: miao++;//秒加 if(miao==60)miao=0;write_sfm(6,miao);write_com(0x80+0x40+6);break;

case 2: fen++;// if(fen==60)fen=0;write_sfm(3,fen);write_com(0x80+0x40+3);break;

case 3: shi++;// if(shi==24)shi=0;write_sfm(0,shi);write_com(0x80+0x40+0);break;

case 4: week++;// if(week==8)week=1;write_week(week);write_com(0x80+11);break;

case 5: day++;// if(day==32)day=1;write_nyr(8,day);write_com(0x80+8);break;

case 6: month++;//分加 時(shí)加 星期加日加 月加

if(month==13)month=1;write_nyr(5,month);write_com(0x80+5);break;

case 7: year++;//年加 if(year==100)year=0;write_nyr(2,year);write_com(0x80+2);break;

}

}

}

if(s3==0)//減按鍵函數(shù)同上 { delay(10);if(s3==0){ while(!s3);switch(s1num)//根據(jù)功能鍵相應(yīng)次數(shù)做出調(diào)節(jié) { case 1: miao--;if(miao==-1)miao=59;write_sfm(6,miao);write_com(0x80+0x40+6);break;

case 2: fen--;if(fen==-1)fen=59;write_sfm(3,fen);write_com(0x80+0x40+3);break;

case 3: shi--;if(shi==-1)shi=23;write_sfm(0,shi);write_com(0x80+0x40+0);break;

case 4: week--;if(week==-1)week=7;write_week(week);write_com(0x80+11);break;

case 5: day--;if(day==-1)day=31;write_nyr(8,day);write_com(0x80+8);break;

case 6: month--;if(month==-1)month=12;write_nyr(5,month);write_com(0x80+5);break;

case 7: year--;if(year==-1)year=99;write_nyr(2,year);write_com(0x80+2);break;

}

} }

}

if(s4==0)// { delay(5);

鬧鐘按鍵 if(s4==0){ write_com(0x0f);//光標(biāo)閃爍 s2num++;//記錄按鍵次數(shù) flag=1;while(!s4);switch(s2num)//光標(biāo)閃爍點(diǎn)定位 { case 1:write_com(0x80+0x40+13);//分 break;

case 2:write_com(0x80+0x40+10);//時(shí) break;

case 3:write_com(0x0c);//關(guān)閉鬧鐘設(shè)置 flag=0;s2num=0;break;

}

} }

if(s2num!=0)//鬧鐘設(shè)置 { if(s2==0)//鬧鐘加 { delay(10);if(s2==0){ while(!s2);switch(s2num)//根據(jù)功能鍵相應(yīng)次數(shù)做出調(diào)節(jié) { case 1: afen++;if(afen==60)afen=0;write_sfm(13,afen);write_com(0x80+0x40+13);break;

case 2: ashi++;if(ashi==24)ashi=0;write_sfm(10,ashi);write_com(0x80+0x40+10);break;

} } }

if(s3==0)//鬧鐘減 { delay(10);if(s3==0){ while(!s3);switch(s2num)//根據(jù)功能鍵相應(yīng)次數(shù)做出調(diào)節(jié) { case 1: afen--;if(afen==-1)afen=59;write_sfm(13,afen);write_com(0x80+0x40+13);break;

case 2: ashi--;if(ashi==-1)ashi=23;write_sfm(10,ashi);write_com(0x80+0x40+10);break;

} } }

} }

void wirte_ds1302_byte(uchar dat)//ds1302字節(jié)寫(xiě) { uchar i;for(i=0;i<8;i++){ sclk=0;io=dat&0x01;dat=dat>>1;sclk=1;} }

void write_ds1302(uchar add,uchar dat)//ds1302寫(xiě)函數(shù) { rst=0;_nop_();// 空操作 sclk=0;_nop_();rst=1;_nop_();wirte_ds1302_byte(add);wirte_ds1302_byte(dat);rst=0;io=1;sclk=1;}

uchar read_ds1302(uchar add)//ds1302{ uchar i,value;rst=0;_nop_();// 空操作 sclk=0;_nop_();rst=1;_nop_();wirte_ds1302_byte(add);for(i=0;i<8;i++){ value=value>>1;sclk=0;if(io){ value=value|0x80;} sclk=1;} rst=0;_nop_();// 空操作 sclk=0;_nop_();

讀函數(shù) sclk=1;io=1;return value;}

void set_rtc()//ds1302時(shí)間設(shè)置 { write_ds1302(0x8e,0x00);//關(guān)寫(xiě)保護(hù)

year1=year/10;//轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制 year=year%10;year=year+year1*16;write_ds1302(0x8c,year);

week1=week/10;week=week%10;week=week+week1*16;write_ds1302(0x8a,week);

month1=month/10;month=month%10;month=month+month1*16;write_ds1302(0x88,month);

day1=day/10;day=day%10;day=day+day1*16;write_ds1302(0x86,day);

shi1=shi/10;shi=shi%10;shi=shi+shi1*16;write_ds1302(0x84,shi);

fen1=fen/10;fen=fen%10;fen=fen+fen1*16;write_ds1302(0x82,fen);

miao1=miao/10;miao=miao%10;miao=miao+miao1*16;write_ds1302(0x80,miao);

write_ds1302(0x8e,0x80);//開(kāi)寫(xiě)保護(hù) flag1=0;}

void read_rtc()//從ds1302中讀時(shí)間 { year2=read_ds1302(0x8d);week2=read_ds1302(0x8b);month2=read_ds1302(0x89);day2=read_ds1302(0x87);shi2=read_ds1302(0x85);fen2=read_ds1302(0x83);miao2=read_ds1302(0x81);}

void time_pros()//進(jìn)制 {

year5=year2/16;year2=year2%16;year2=year2+year5*10;

month5=month2/16;month2=month2%16;month2=month2+month5*10;

day5=day2/16;day2=day2%16;day2=day2+day5*10;

shi5=shi2/16;shi2=shi2%16;shi2=shi2+shi5*10;

fen5=fen2/16;fen2=fen2%16;fen2=fen2+fen5*10;

miao5=miao2/16;miao2=miao2%16;miao2=miao2+miao5*10;

從ds1302中讀出的時(shí)間轉(zhuǎn)換為十

}

void display()//顯示函數(shù) { write_sfm(6,miao2);write_com(0x80+0x40+6);

write_sfm(3,fen2);write_com(0x80+0x40+3);

write_sfm(0,shi2);write_com(0x80+0x40+0);

write_week(week2);write_com(0x80+11);

write_nyr(8,day2);write_com(0x80+8);

write_nyr(5,month2);write_com(0x80+5);

write_nyr(2,year2);write_com(0x80+2);

if((ashi==shi2)&&(afen==fen2)){ alarm();} }

void alarm()// 鬧鐘 { beep=0;delay(1000);beep=1;} void main()//主函數(shù) { init();//初始化 while(1){ keyscan();//按鍵函數(shù)

if(flag==0){ keyscan();read_rtc();time_pros();display();}

} }