第一篇：數(shù)電課程設(shè)計

目錄

一.設(shè)計要求?????????????????????? 二.設(shè)計思想?????????????????????? 三.詳細(xì)設(shè)計??????????????????????

1.信號源?????????????????????（1）模10計數(shù)器?????????????????（2）脈沖分頻選擇電路???????????????

2.計時電路?????????????????????（1）模60計數(shù)器?????????????????

（2）模24計數(shù)器?????????????????（3）時鐘運(yùn)行示意圖????????????????

3.顯示電路?????????????????????（1）模6計數(shù)器??????????????????（2）選擇顯示模塊????????????????? 4.按鍵控制部分??????????????????? 5.蜂鳴器部分????????????????????? 四.實驗碰到的問題??????????????????? 五.實驗心得?????????????????????? 六.使用說明?????????????????????? 七.附錄總圖??????????????????????

數(shù)電課程設(shè)計——簡易數(shù)字鐘

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)分、時、秒計時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比既有更高的準(zhǔn)確度和直觀性，因為沒有機(jī)械裝置，所以有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時序電路。

一． 設(shè)計要求

1． 具有整點報時和校時功能

2． 以6位LED數(shù)碼管顯示時，分，秒。

3． 整點報時采用蜂鳴器實現(xiàn)。每當(dāng)整點前控制蜂鳴器以低頻鳴想4次，響一秒，停一秒，直到整點前一秒以高頻響一秒，整點時結(jié)束。

4． 采用兩個按鍵分別控制“校時”或“校分”。按下“校時”鍵時，時顯示以0—23循環(huán)變化；按下“校分”鍵時，分顯示值以0—59循環(huán)變化，但顯示值不能變化。

二． 設(shè)計思想

LP—2900的基準(zhǔn)時鐘頻率為10MHz，通過7個10分頻計數(shù)器可以得到1Hz的頻率。秒和分為60進(jìn)制計數(shù)器，時為24進(jìn)制計數(shù)器。顯示管的6個數(shù)字依次是時十位，時個位，分十位，分個位，秒十位，秒個位。每一位用8421二進(jìn)制表示，如此，一共用24條輸出來控制數(shù)碼管的顯示。這樣，基本的時鐘就確定了。

由于LP—2900外部設(shè)置了3-8譯碼器控制顯示器的共陰極，3-8譯碼器的輸出端一次只能輸出一位，因此無法同時控制6個顯像管。但是當(dāng)掃描頻率提高到每個顯示器每秒的導(dǎo)通次數(shù)多于50次，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，就不會感到顯示器的閃爍。因此只要采用計數(shù)器產(chǎn)生二進(jìn)制計數(shù)信號在高頻率脈沖的控制下，3-8譯碼器就能實現(xiàn)動態(tài)掃描。

校分時功能由防抖開關(guān)，數(shù)據(jù)選擇器，邏輯門組成，原理是當(dāng)按下SW鍵時系統(tǒng)進(jìn)入校時或校分狀態(tài)，秒，分，時的進(jìn)位被斷開，脈沖輸入按鍵有效，此時可人為控制脈沖的輸入，并且不會再有進(jìn)位。當(dāng)SW鍵斷開后，數(shù)據(jù)選擇器重新選擇進(jìn)位信號為輸出，各個部分的進(jìn)位重新有效而脈沖輸入按鍵失效。

蜂鳴器部分由2分頻和數(shù)據(jù)選擇器組成，當(dāng)滿足59分51，53，55，57秒時選擇500Hz信號給蜂鳴器，當(dāng)59分59秒時選擇1KHz給蜂鳴器。在其他時間段，數(shù)據(jù)選擇器的輸出都是0，蜂鳴器不工作。

三.詳細(xì)設(shè)計

1.信號源：

(1)基礎(chǔ)10分頻電路：

LP—2900自帶基準(zhǔn)時鐘頻率為10Mhz，而秒的頻率為1Hz，因此只要通過7個10分頻計數(shù)器就能得到秒的頻率。同時，10Mhz至1Hz的其他頻率也做成輸出，以備他用。

10分頻計數(shù)器：（圖1）

原理：采用7490作為制作10分頻模塊的原件。7490是二—五—十進(jìn)制計數(shù)器，內(nèi)含一個二進(jìn)制計數(shù)器和一個異步五進(jìn)制計數(shù)器輸出，因此級聯(lián)后可實現(xiàn)十進(jìn)制計數(shù)器。QA為二進(jìn)制計數(shù)器的輸出，QB~QD為五進(jìn)制計數(shù)器輸出，如圖1，五進(jìn)制最高端QD連上CLKA，輸入脈沖連的也是五進(jìn)制的時鐘端，那么當(dāng)QD為1時，二進(jìn)制計數(shù)器得到一個脈沖。QD只有在QD，QC，QB分別等于1，0，1時才等于1，所以每5個脈沖使CLKA得到一個脈沖，也就是說CLKA得得到一個進(jìn)位，計數(shù)為5.而QA作為二進(jìn)制計數(shù)器能記2個數(shù)，所以總共可以計數(shù)為10.因此一個十進(jìn)制的計數(shù)器就完成了。如圖1.在信號源中封裝成一元件的十分頻模塊：

圖2

（2）脈沖分頻選擇電路：

在數(shù)字系統(tǒng)中，通常至少有一個基準(zhǔn)脈沖信號發(fā)生電路，其他頻率的脈沖信號可以通過基準(zhǔn)信號分頻獲得。級聯(lián)7個模10分頻器就可以分別得到10MHz,1MHz,100KHz,10KHz,1kHz,100Hz,10Hz和1Hz共8個頻率的信號。10MHz的頻率在第七級元件處實現(xiàn)1Hz的輸出。（如圖3）

信號源原件圖3

信號源封裝成模塊如下圖：

2.計時電路

（1）模60計數(shù)器

模60計數(shù)器由2個74161組成（如圖）。74161是4位二進(jìn)制計數(shù)器，模為16，異步復(fù)位端CLRN，同步置位端LDN，當(dāng)置位端有效時，把DCBA輸入從QD，QC，QB，QA處輸出。CO為進(jìn)位輸出?？紤]到分別顯示的問題，讓其中一個作為十位，一個作為個位。

圖4

上片是低位，下片是高位。當(dāng)QD，QC，QB，QB滿足1001時，與非門提供置位信號給低片，低片置位0000，共計數(shù)為10.同時，這個置位信號作為輸入信號進(jìn)入高位片，高位獲得一個脈沖計數(shù)加一。當(dāng)高位片計數(shù)到0101時，輸出一個置位信號到高片LDN，高片置位0000，共計數(shù)為6.低片高片級聯(lián)總共計數(shù)60（0~59）.這時把第60個數(shù)（59）的2個進(jìn)位信號通過“與”的關(guān)系輸出，則可以作為整個模60計數(shù)器的進(jìn)位輸出。（如圖4）

模60計數(shù)器封裝成模塊如下圖：

（2）模24計數(shù)器

圖5

模24計數(shù)器由2個74160組成（如圖）。74160也是4位二進(jìn)制計數(shù)器，模為10，異步復(fù)位端CLRN，同步置位端LDN，當(dāng)置位端有效時，把DCBA輸入從QD，QC，QB，QA處輸出。CO為進(jìn)位輸出?？紤]到分別顯示的問題，讓其中一個作為十位，一個作為個位。其實用74161也能達(dá)到同樣效果，與74161唯一的不同就是74160的模是10且是8421二進(jìn)制。

上片是低位，下片是高位。當(dāng)QD，QC，QB，QB滿足1001時，與非門提供置位信號給低片，低片置位0000，共計數(shù)為10.同時，這個置位信號作為輸入信號進(jìn)入高位片，高位獲得一個脈沖計數(shù)加一。當(dāng)高位片計數(shù)到0010時，輸出一個置位信號到高片LDN，高片置位0000，共計數(shù)為2.再把高片的0200與低片的0100的輸出信號通過與非門傳送到低電平異步復(fù)位端，目的是使計數(shù)器在跳到24的瞬間復(fù)位。低片高片級聯(lián)總共計數(shù)24（0~23）。（如圖5）

模24計數(shù)器封裝成模塊如下圖：

（3）時鐘運(yùn)行示意圖

D23,d22,d21,d20表示小時的十位

D19,d18,d17,d16表示小時的個位

D15,d14,d13,d12表示分鐘的十位

D11,d10,d9,d8表示分鐘的個位

D7,d6,d5,d4表示秒的十位

D3,d2,d1,d0表示秒的個位

圖6

3.顯示電路

動態(tài)掃描顯示電路的顯示器由相同的段信號控制，公共端有效的顯示器將顯示相同的字符。圖7中的3-8譯碼器74138將輸出順序的脈沖掃描控制6哥共陰顯示器公共端C1~C6，每路脈沖信號的周期為6個時鐘周期，只有一個時鐘周期為低電平，且低電平時間依次錯開。即：各個顯示器的因極端分時輪流選通，任意瞬時只有一個顯示器的公共端為有效低電平，所以雖然所有顯示器的陽極端對應(yīng)共接，但FPGA輸出段信號只能使當(dāng)前陰極為低點頻的那個顯示器顯示字符，其他的顯示器由于高電平而處在滅顯狀態(tài)。所以要使各顯示器顯示不同的內(nèi)容，必須使他們的公共段輪流有效。在高頻率脈沖下利用人眼的視覺暫留效應(yīng)看起來就是共同顯示了。那么總共有6個顯像管，因此端口DE3,DE2,DE1只要6個循環(huán)輸出就能完成。

圖7

（1）模6計數(shù)器

圖8

模6計數(shù)器由1個74161組成（如圖8）。

當(dāng)QD，QC，QB，QB滿足0101時，與非門提供置位信號，在下一個脈沖信號來時QD，QC，QB，QB被置位0000，共計數(shù)為6.模6計數(shù)器封裝成模塊如下圖：

（2）選擇顯示模塊

圖9

顯示選擇模塊由4個74151組成（如圖9）。74151是8位選1數(shù)據(jù)選擇器，輸入端C，B，A控制輸出給定數(shù)據(jù)D7~D0.圖中各個輸入端的接口代表意義如圖6所示。

因為顯像管由7448譯碼器控制（如圖10），而7448譯碼器有4個輸入端一次接受一個四位8421二進(jìn)制碼。所以安排四個數(shù)據(jù)選擇器。Yd,yc,yb,ya分別連7448的D，C，B，A口。當(dāng)DE3,DE2,DE1是000時，顯像管第一個工作，顯示的是小時的十位。小時的十位應(yīng)該是d23, d22, d21,d20.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D0端口。

當(dāng)DE3,DE2,DE1是001時，顯像管第二個工作，顯示的是小時的個位。小時的個位應(yīng)該是d19, d18, d17,d16.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D1端口。

當(dāng)DE3,DE2,DE1是010時，顯像管第三個工作，顯示的是分鐘的十位。分鐘的十位應(yīng)該是d15, d14, d13,d12.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D2端口。

當(dāng)DE3,DE2,DE1是011時，顯像管第四個工作，顯示的是分鐘的個位。分鐘的個位應(yīng)該是d11, d10, d9,d8.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D3端口。

當(dāng)DE3,DE2,DE1是100時，顯像管第五個工作，顯示的是秒鐘的十位。秒鐘的十位應(yīng)該是d7, d6, d5,d4.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D4端口。

當(dāng)DE3,DE2,DE1是101時，顯像管第六個工作，顯示的是秒鐘的個位。秒鐘的個位應(yīng)該是d3, d2, d1,d0.這4個數(shù)分別來自四個數(shù)據(jù)選擇器的D5端口。

可見，當(dāng)模六計數(shù)器的輸出和DE3,DE2,DE1及4個數(shù)據(jù)選擇器的C，B，A連接時，模6計數(shù)器每得到一個脈沖，顯像管一次點亮并顯示這一位的數(shù)值。當(dāng)模6計數(shù)器的脈沖頻率為1KHz時，人眼分辨不出顯像管的閃爍。數(shù)字時鐘的時鐘部分就完成了。

圖10

4.按鍵控制部分

圖11

按鍵控制部分由D觸發(fā)器和雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153組成。實際上只要用一個四選一數(shù)據(jù)選擇器即可。當(dāng)B、A=00時，選出1C0；當(dāng)B、A=01時，選出1C1；當(dāng)B、A=10時，選出1C2；當(dāng)B、A=11時，選出1C3。1C0與1C1為所斷開部分本來要有的進(jìn)位，1C2=0，1C3為高電平。如此：

當(dāng)SW按下時，A=1，當(dāng)按下PS時，B=1，選通1C3，輸出一個脈沖，認(rèn)為添加一個脈沖，達(dá)到修改時間的目的。

由于PS按鈕默認(rèn)為彈起狀態(tài)，因此默認(rèn)是0.所以SW未被按下時，輸出的是本來該有的脈沖，并且即使按下PS，BA=10輸出的是低電平，輸出的0并不會引起下一級的計數(shù)器跳變。這樣SW就成了校對允許使能開關(guān)。

D觸發(fā)器的作用是消除毛刺，不然按下PS鍵，進(jìn)入下一級計數(shù)器的信號是不可預(yù)知的。

按鍵控制模塊封裝成模塊如下圖：

圖12

5.蜂鳴器部分

圖13

蜂鳴器部分由一個74161和一個74153組成（如圖13）。上半部分的輸入依次為下表的含義。Min_h, min_g, min_f,min_e表示輸入分鐘的十位。Min_d, min_c, min_b, min_a表示輸入分鐘的個位。Sec_h, sec_g, sec_f, sec_e表示輸入秒的十位。Sec_d, sec_c, sec_b, sec_a表示輸入秒的個位。

74161的部分是一個2分頻計數(shù)器，使輸入的頻率除半。按照要求必須是59分的51，53，55，57，59秒有響聲，而59秒的響聲頻率更高，其他的時間卻不能響。74153的作用是選通信號，決定蜂鳴器什么時候工作。如果把2個四輸入與門叫做T1，T2，與非門稱作T3。則：

當(dāng)T1和T2在59的時候各自為1，此時T3為0，所以B=0，A=1，選通1C1為1KHz。這就是59分59秒頻率高的一次。

當(dāng)T1為59，T2輸入為51，53，55，57時，B為0.A也是0，此時選通1C0，500Hz。

當(dāng)T1，T2在以上討論的范圍外，T3為1，即B=1，此時不管BA=10或11選通1C2或1C3，74153接地，輸出低電平，蜂鳴器不響。

蜂鳴器模塊封裝成模塊如下圖：

圖14

四。實驗碰到的問題

做這個課程設(shè)計的時候，煩了很多愚蠢的問題，但是在沒被點穿的情況下還真實自己發(fā)現(xiàn)不了。

問題1：

最開始顯示的時間是倒著的。比如應(yīng)該顯示15時34分27秒，15 34 27時，但是輸出的卻是72 43 51.錯誤的原因是掃描顯示的第一個脈沖是DE3,DE2,DE1=000.選擇的是每一個的數(shù)據(jù)選擇器的D0腳的數(shù)據(jù)。所以應(yīng)該把小時的數(shù)字的二進(jìn)制碼顯示在第一第二個顯示器上。而我的錯誤在于把秒放在了最先顯示的顯示器上。

問題2：

模60計數(shù)器在59進(jìn)到00時有銜接問題。比如說3 58到3 59時我的錯誤過程是3 58→4 59→4 00.即：高位的進(jìn)位早于進(jìn)位的跳變。錯誤的原因在于模60計數(shù)器的輸出進(jìn)位時，上邊沿與下邊沿的問題。因為我一開始在進(jìn)位的與非門是用與門的。由于模60計數(shù)器的cp端是上邊沿的，所以如此以來在跳到59的瞬間，下一級就進(jìn)位了。當(dāng)換成與非門后，在59后不是59的時候進(jìn)位，只有60（00）那一瞬進(jìn)位，所以正確了。

問題3： 按鍵控制模塊中，校對允許開關(guān)在開啟后關(guān)閉的時刻會加一。例如在3時34分的時候讓他變成45分，再按下校對允許開關(guān)關(guān)閉校對時會變成3時46分。時校對也有這個問題。錯誤在于對SW開關(guān)也要加D觸發(fā)器防止毛刺。雖然SW按鍵沒有PS按鍵的毛刺現(xiàn)象嚴(yán)重，但還是有的。加了D觸發(fā)器就沒問題了。

問題4：

引腳分配有一個bug。比如有個引腳記作A，另一個記作a。在分配引腳的時候不會有錯誤，但是執(zhí)行的時侯會出錯。一個引腳會失效。解決方法就是換個名字啦。

問題5：

一開始設(shè)計蜂鳴器的時候一點想法都沒有，唯一確定的就是一定會用上門電路僅此而已。最初稿專門為在59分59秒的那一刻高頻率響聲設(shè)計了一套門電路。既要在59分的時候連線出來，又要在1，53，55，57秒連線出來接與門，還要在59分，59秒的時候練出來接一個高1KHz的脈沖，滿屏幕的都是線。最終那個蜂鳴器還不想，郁悶了很久。和同學(xué)討論后，在59秒的9這里連線出來通過數(shù)據(jù)選擇器可以巧妙的讓59秒的那一刻發(fā)出高頻率鳴叫。這樣可以減少一般的邏輯門。

五。實驗心得：

本次的課程設(shè)計還是蠻挑戰(zhàn)思維的，在制作的過程中暴露了我一系列的邏輯錯誤。但是在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)的錯誤真的比書面作業(yè)印象深刻，我覺得這次犯下的錯誤貌似沒有再犯的可能了。

一開始做課設(shè)的時候，除了計數(shù)器是可以立刻用到上課學(xué)的內(nèi)容其他的一點想法都沒有，選擇器，譯碼器貌似指停留在了做題的階段，如何運(yùn)用完全沒有想法。但是隨著進(jìn)度的加快，思維越來越敏捷，而且一開始犯下的錯誤也越來越快速的發(fā)現(xiàn)錯誤以及得出解決方法。

這次課程設(shè)計給我印象最深的就是解決毛刺現(xiàn)象。在書中寫：數(shù)字電路中常將毛刺定義為采樣間越過邏輯門限一次以上的任何跳變，主要是指電路輸出波形中含有時間很短有規(guī)律或沒有規(guī)律的脈沖而又對設(shè)計沒有用處或產(chǎn)生其他影響，一般都要考慮去除毛刺。但是具體的事例看起來又那么費(fèi)勁，毛刺現(xiàn)象出現(xiàn)僅為幾納秒，感覺那么遙遠(yuǎn)，那么難以捕捉，但是這次讓我著實體會了一遍。在制作按鍵控制模塊的時候，當(dāng)時只用了一個D觸發(fā)器，我因為粗心把應(yīng)該連PS按鍵的D觸發(fā)器連在了SW校對允許開關(guān)上。當(dāng)我實際操作的時候，每次數(shù)值跳動的變化相當(dāng)大，而且不是有規(guī)律的遞增或者是遞減。比如：顯示為12分的時候按下分校對PS按鍵，會一下子變成33分，再按一下又變成了24分，再按下變成45分。老實說雖然當(dāng)時對自己的設(shè)計沒啥信心，但是也不至于跳變成這個樣子嘛。好歹必須是遞增的??？于是我仔細(xì)查看我的數(shù)據(jù)選擇器，沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，仔細(xì)查看了模60計數(shù)器，沒有錯誤。最后終于發(fā)現(xiàn)了連錯D觸發(fā)器這個問題。我第一次對毛刺有了那么刻骨銘心的認(rèn)識：毛刺現(xiàn)象雖然短，反應(yīng)還真大咧。把D觸發(fā)器連上后，立刻就沒問題了。

我搜索了一下，解決毛刺現(xiàn)象的方法有采用格雷碼計數(shù)器取代普通的二進(jìn)制計數(shù)器，或者利用D觸發(fā)器的D輸入端對毛刺不敏感等等解決方法。換做以前，連毛刺的概念都無法深刻理解的我，當(dāng)然別提記住這些解決方法，但是現(xiàn)在深有體會后，解決方法竟然過目不忘。順便還解決了我心中懸浮很久的一盒疑問：“根據(jù)D輸入端對毛刺不敏感這個特性，我們應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)中盡可能采用同步電路，這是因為同步電路信號的變化都發(fā)生在時鐘沿，只要毛刺不出現(xiàn)在時鐘的沿口并且不滿足數(shù)據(jù)的建立和保持時間，就不會對系統(tǒng)造成危害?！惫植坏脮心敲炊嗬佣际怯蒙线呇氐哪?。

在制作的后期，我曾試圖再加一個秒校對模塊。只是一時興起，離下課之際隨便連了一下沒仿真就下載了。遺憾的是當(dāng)時沒有意識到FPGA只提供了兩個上邊沿的觸發(fā)按鈕，而再要用觸發(fā)按鈕的就是下邊沿了，這樣校對模塊的內(nèi)部必須重新設(shè)計，內(nèi)部的數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)位置得調(diào)下。后來就不了了之了。

這次的設(shè)計唯一的遺憾就是時間太短了，其實我對附加題的秒表部分，鬧鐘部分，甚至還想好了倒計時部分的制作方法。但是如果一一實踐和調(diào)試的話報告就沒時間做了。整個設(shè)計從頭到尾一個人埋頭苦干，做完了真是很有成就感。

六。使用說明

1.下載到系統(tǒng)上，時鐘自動已運(yùn)行。

2.按下SW1，分校對啟動，按PS3可對分加一。設(shè)置完畢，再按下SW1.3.按下SW2，時校對啟動，按PS4可對時加一。設(shè)置完畢，再按下SW2.七。附錄完整電路圖： 圖15 七：參考文獻(xiàn)：

1.《基于FPGA的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計》崔葛瑾主編。2.《數(shù)字電路及系統(tǒng)設(shè)計》趙曙光劉玉英崔葛瑾編著。

第二篇：數(shù)電課程設(shè)計

題目：光控計數(shù)器

學(xué)院：核工程技術(shù)學(xué)院

專業(yè)：核技術(shù)

學(xué)號：09026103

姓名:史鎮(zhèn)瑋

作者（簽名）：

完成日期：2011年6月日 【課題名稱】 光控計數(shù)器 【內(nèi)容摘要】

利用光線的通斷來統(tǒng)計數(shù)目的光控計數(shù)器。其主要系統(tǒng)組成為：光電轉(zhuǎn)換模塊、整形模塊、時序控制模塊、計數(shù)譯碼模塊和顯示模塊，通過對光電的轉(zhuǎn)換，由時序邏輯電路控制，達(dá)到自動計數(shù)的功能。【設(shè)計內(nèi)容及要求】

本設(shè)計主要是利用光線的通斷來統(tǒng)計計數(shù)。要求設(shè)計兩路光控電路，根據(jù)光控電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的先后順序，來判斷計數(shù)器進(jìn)行加或減計數(shù)，要求計數(shù)器的最大計數(shù)容量為99，用數(shù)碼管顯示數(shù)字，并設(shè)置手動復(fù)位?！驹O(shè)計原理】 1工作原理

首先由光控電路將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由555定時器組成的施密特觸發(fā)器整形和555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸發(fā)脈沖，輸出計數(shù)脈沖信號。再通過計數(shù)器和譯碼器，在數(shù)碼顯示管上顯示數(shù)目的增加或減少，實現(xiàn)自動計數(shù)的功能。2.整個系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)由五個部分組成：光控電路、觸發(fā)脈沖、加減計數(shù)、顯示譯碼和數(shù)碼顯示，其工作原理框圖如下：

3.電路圖（見附錄）【單元電路設(shè)計及原理】 1.光電轉(zhuǎn)換電路

光電轉(zhuǎn)換電路用于將光信號轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的電信號。由于需要進(jìn)行數(shù)目的加和減的運(yùn)算，此部分需要兩個相同的光控電路。每個電路的組成為：一個施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

當(dāng)光敏電阻處于光照時，電阻阻值較低，單穩(wěn)態(tài)輸出低電平。當(dāng)遮住第一光敏電阻光時，電阻升高，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，維持1.1s 施密特觸發(fā)器：

一個555定時器芯片、R1、RG（光敏電阻），當(dāng)RG有光照時，電阻下降。隨之，TH端電壓下降，輸出端3口輸出高電平。反之，RG弱光時，電阻升高，TH端電壓升高，3輸出低電平。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：

用555芯片構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器，每次觸發(fā)產(chǎn)生一個1s左右的方波脈沖。當(dāng)從施密特觸發(fā)器3輸出，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2（TR）輸入高電平，3端立刻輸出低電平。隨之，當(dāng)2輸入低電平，3隨即輸出高電平。然而，當(dāng)2馬上輸入高電平時，3輸出將維持一段時間，進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)。

維持時間：Tw=RC ln3 = 1.1s

2、時序控制電路

時序控制電路在本課題中主要用于判斷計數(shù)的增加或是減少，在此選用了一個雙D觸發(fā)器74LS74、74LS00芯片來實現(xiàn)。74LS74雙D觸發(fā)器，用于和其它芯片一起構(gòu)成時序邏輯電路。由于74LS74是上升邊沿觸發(fā)的邊沿D觸發(fā)器，電路結(jié)構(gòu)是維特—阻塞型的，所以又稱維特—阻塞觸發(fā)器。它要求控制端D的信號應(yīng)超前CP脈沖上升邊沿2Tpd1時間建立，并要求在CP脈沖觸發(fā)邊沿到來后繼續(xù)維持1Tpd1時間（此處的Tpd1是TTL門的平均傳輸延遲時間）

當(dāng)上端3輸出由低到高的電平，高電平維持1.1s，在其維持的時間段中，給下端3輸入一由低到高的電平，給D觸發(fā)器CP一上升沿。這是，D觸發(fā)器工作 Q′=D′=0，同時兩與非門的輸出由低到高變化，給了下一模塊一上升沿。

3、計數(shù)和譯碼和顯示部分

計數(shù)部分由兩片74LS191異步級聯(lián)而成。譯碼部分是由兩片74LS47來完成，顯示部分是由兩個共陰極LED數(shù)碼顯示管。用于接收計數(shù)脈沖信號并將其轉(zhuǎn)化成單獨(dú)的信號輸出并顯示。74LS191 74LS191是集成4位同步二進(jìn)制加減計數(shù)器，可執(zhí)行十六進(jìn)制加減法計數(shù)及異步置數(shù)功能?？赏ㄟ^外電路連接構(gòu)成其他進(jìn)制的計數(shù)器，本課題連接成十進(jìn)制計數(shù)器。

當(dāng)14(CP)來上升沿時，191(1)開始計數(shù)，分為兩種情況，U′/D輸入為0，則進(jìn)行加法計數(shù)，U′/D輸入為1時，進(jìn)行減法計數(shù)。

同時，2和7接與非門，輸出端接置數(shù)端LD′和191(2)CP，191(1)的2和7輸出1時，(2)CP為0，下一狀態(tài)為1，上升沿到，進(jìn)位計數(shù)。74LS47和數(shù)碼管 兩個譯碼器和兩個數(shù)碼管來完成，用于接收計數(shù)脈沖信號并將其轉(zhuǎn)化成單獨(dú)的信號輸出并顯示。當(dāng)47譯碼器3端接地，數(shù)碼管全部顯示?！緟?shù)計數(shù)及器件選擇】

1.測量光敏電阻在無光和有光時電阻。第一個，有光，Rg=5.34KΩ，無光時，Rg=29.8KΩ。第二個，有光，Rg=6.1KΩ，無光時，Rg=34.5KΩ。根據(jù)1/3Rg(無光)≤R1≤2/3Rg(有光)，選擇R1=R3=10KΩ

2.對數(shù)碼管檢測。將數(shù)碼顯示管的的3端接地，用高電平依次接到除8以外的其他端，發(fā)現(xiàn)無任何顯示。說明使用的是共陽極數(shù)碼顯示管，應(yīng)在3腳或8腳加電源（中間接限流電阻）。經(jīng)再次測試，數(shù)碼管顯示正常。【組裝與調(diào)試】

整個電路分為三個模塊進(jìn)行組裝調(diào)試，分析。

1、施密特觸發(fā)器與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的調(diào)試

按圖接好電路，R1選擇10KΩ，接通電源，將3端接到發(fā)光二極管。這時，二極管正常發(fā)光。當(dāng)對光敏電阻進(jìn)行遮光處理，二極管為暗。第二個觸發(fā)器的調(diào)試，同上述操作，R3為10KΩ。

當(dāng)施密特觸發(fā)器正常工作時，在檢測單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。此時二極管接到3端，二極管為暗。當(dāng)對光敏電阻進(jìn)行遮光處理，二極管正常發(fā)光，照光后，持續(xù)1.1s。表示單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器調(diào)試良好。第二塊單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，同上述操作。

2、雙D觸發(fā)器與與非門測試

D觸發(fā)器的1、4端輸入高電平信號，檢測Q`=D`。與非門按有“0必出1，11為零”的原則檢測。檢測完成后，將其接入電路。

3、計數(shù)和譯碼和顯示部分

按圖連好電路，將第一片191芯片14端輸入單脈沖，觀察數(shù)碼管顯示結(jié)果，當(dāng)5端輸入高電平時為減法，5端輸入低電平時為加法，數(shù)碼管正常計數(shù)，說明電路正常。調(diào)試完成后，按圖將其接入總電路。【報錯分析】

1、計數(shù)部分調(diào)試時，發(fā)現(xiàn)只有第一個數(shù)碼管計數(shù)，而第二個數(shù)碼管停止不計。經(jīng)檢測，第二個74LS191芯片沒有脈沖輸入。由此判斷，與非門74LS00芯片，出現(xiàn)問題。更換后，計數(shù)正常。

2.電路連接完成后，只能做減法而不做加法。經(jīng)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)74LS74芯片出現(xiàn)問題。更換后，計數(shù)正常。

3.更換74LS74后，發(fā)現(xiàn)計數(shù)紊亂。與電路圖對照后，發(fā)現(xiàn)，沒有將74LS74的1、4端接到高電平?！緦嶒灲Y(jié)果】

整個模塊進(jìn)行調(diào)試，對第一模塊RG遮光，馬上對第二個RG遮光處理，數(shù)碼顯示管按預(yù)期的進(jìn)行1次加法運(yùn)算。但對第二塊RG遮光，馬上對第一塊RG遮光，則進(jìn)行2次減法運(yùn)算?！緫?yīng)用及評估】

現(xiàn)今人們在生活、學(xué)習(xí)和工作中，經(jīng)常需要對某種物品進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計。如進(jìn)出房間的人數(shù)統(tǒng)計。常規(guī)的機(jī)械計數(shù)和人工計數(shù)不僅麻煩，而且極為浪費(fèi)時間和資源。在學(xué)習(xí)了脈沖數(shù)字電路的基礎(chǔ)上，本課題所設(shè)計的一種利用光線的通斷來統(tǒng)計數(shù)目的光控計數(shù)器，用一種較為簡單的設(shè)計解決了這一現(xiàn)實問題。而且此產(chǎn)品簡單方便，非常易于用于實際生活中,有教高的實用價值?！舅柙骷?/p>

試驗箱（含面包板）

1塊 555定時器4片 74LS74

1片 74LS00

1片 74LS1912片 74LS47 2片 數(shù)碼管

2個 電阻：10K歐姆4個 1K歐姆 2個 電容：100μF 2個 0.01μF 4個 【心得體會】

經(jīng)過兩天的實驗，使得在課堂上學(xué)習(xí)的知識得到鞏固，同時增加了對電路的分析，連接，調(diào)試，錯誤分析等能力，思維得到了進(jìn)一步的升華。1）做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個元件的功能，在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。

2）通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認(rèn)識來源于實踐，實踐是認(rèn)識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

3）調(diào)試過程是痛苦的，調(diào)試電路是需要非常強(qiáng)的理論作為基礎(chǔ)的，但也是最能提升能力的部分，只有通過親自調(diào)試電路，發(fā)現(xiàn)電路存在的問題，思考產(chǎn)生的原因，并想辦法解決問題，才能加深對自己設(shè)計電路的認(rèn)識。4）此次課程設(shè)計，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機(jī)應(yīng)變，能靜下心來，不煩躁去解決問題等都受益非淺。在整個課程設(shè)計當(dāng)中，深刻體會到設(shè)計一個電路的難度。雖然已經(jīng)有設(shè)計總電路圖，但實驗過程中并不是一帆風(fēng)順的，期間遇到過好多問題。但最終通過自己的能力得以解決。當(dāng)看到自己的成果時，發(fā)現(xiàn)其實課程設(shè)計是很有意思的。我們需要認(rèn)真的去體會實驗給我們帶來的樂趣?？傊?，此次課程設(shè)計實驗，使我受益匪淺?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】

1.閻石.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》.高等教育出版社.2.管小明.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計》.電子與機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電基礎(chǔ)教學(xué)部

附錄

附：光控計數(shù)器電路總圖

第三篇：數(shù)電課程設(shè)計

數(shù)電課程設(shè)計(序列檢測器)

課程設(shè)計題目：設(shè)計一個10010的序列檢測器。

設(shè)計思路如下：

狀態(tài)圖

INIT=0，A1=1，A2=10，A3=100，A4=1001，A5=10010.圖中，沿紅線狀態(tài)從INIT變到A5，即輸入為正確的序列10010，黑線為每次輸入錯誤時的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移表

設(shè)計程序如下

module xljcq(clk,A,unclk);input clk,A;output unclk;reg unclk;reg [4:0] Sreg,Snext;parameter INIT=1'b0，A1=1'b1;parameter [1:0] A2=2'b10;parameter [2:0] A3=3'b100;parameter [3:0] A4=4'b1001;parameter [4:0] A5=5'b10010;always @(posedge clk)

Sreg<=Snext;always @(A,Sreg)begin

case(Sreg)

INIT: if(A==0)Snext=INIT;

else

Snext=A1;

A1:

if(A==0)Snext=A2;

else

Snext=A1;

A2:

if(A==0)Snext=A3;

else

Snext=A1;

A3:

if(A==0)Snext=INIT;

else

Snext=A4;

A4:

if(A==0)Snext=A5;

else

Snext=A1;

A5:

if(A==0)Snext=A3;

else

Snext=A1;

default Snext=INIT;

endcase end always @(Sreg)

case(Sreg)

INIT,A1,A2,A3,A4: unclk=0;

A5: unclk=1;

default unclk=0;

endcase endmodule

程序功能仿真圖：

Figure1

從figure1中可以看出在連續(xù)的6個clk的posedge, 輸入A為10010，所以在第六個clk的posedge，輸出unclk由0變?yōu)?。

Figure2

Figure2是緊接figure1的功能仿真時序圖，在此時序中，六個clk 的posedge輸入A為101010，和設(shè)計的要求一樣，unclk一直都為0.

第四篇：數(shù)電課程設(shè)計

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告

題目：自動澆花系統(tǒng)

班級：

目錄

一、設(shè)計任務(wù)要求———————1

二、方案設(shè)計與論證——————2 三、四、五、六、七、各單元電路設(shè)計與分析————————————————3 總體電路原理圖及元器件清單—————————————7 電路仿真及仿真結(jié)果分析———————————————7 作品照片——————————8 結(jié)論與心得體會———————10

自動澆花系統(tǒng)一、設(shè)計任務(wù)要求：

1.要求實現(xiàn)至少兩種不同的澆灌模式（區(qū)別可以體現(xiàn)在澆灌頻率、水量以及時段等方面）；

2.可以通過按鍵實現(xiàn)不同模式間進(jìn)行切換的功能； 3.通過使用流水燈轉(zhuǎn)換的快慢模擬澆灌時期水量的大?。?4.顯示當(dāng)前澆花區(qū)間內(nèi)澆灌的次數(shù)；

二、方案設(shè)計與論證：

輸入兩位十進(jìn)制數(shù)設(shè)置澆花時間間隔，輸入一位2進(jìn)制數(shù)表示水量模式選擇。用流水燈模擬澆花過程，用LED顯示澆花次數(shù)?？赏ㄟ^計數(shù)器計算時間，與用戶輸入的時間間隔數(shù)字比較，如果相等，則通過流水燈模擬澆花過程。

三、各單元電路設(shè)計與分析：

分析：此電路圖是由兩位進(jìn)制數(shù)的計算器可以選用兩個74LS90 而組成，其對應(yīng)電路如上圖。通過一個時序脈沖頻率為100HZ來給信號，當(dāng)?shù)谝粋€計數(shù)器達(dá)到9時，需要進(jìn)制計數(shù)所以在通過74LS08與非門來計數(shù)十位的數(shù)。

分析：這是一個兩個由74LS85D芯片組成的兩位十進(jìn)制的比較器，此電路簡單，是用來通過用戶輸入的指令比較如果相等則表示通過，那么系統(tǒng)就會澆花，則LED就會顯示次數(shù)。

分析：此電路為核心電路，可以使用一個觸發(fā)器或寄存器保留澆花指令信號。使用一個計數(shù)器記錄澆花時間。澆花結(jié)束后反饋給觸發(fā)器一個信號使其復(fù)位。用到j(luò)k觸發(fā)器和90計數(shù)器和08,32等芯片。

四、總體電路原理圖及元器件清單：

總體電路原理圖：

元器件清單：74LS90五個，7485兩個，74138兩個，74LS112一個，74LS08一個，74LS32一個，直流穩(wěn)壓電源。

五、電路仿真及仿真結(jié)果分析：

六、作品照片：

七、：結(jié)論與心得體會：

結(jié)論：此次的實驗結(jié)果與原理結(jié)果相吻合，通過用戶輸入的指令與計數(shù)器計算的時間相比較，如果是一致那么則啟動該系統(tǒng)，通過流水燈閃爍來代表澆花的過程，已達(dá)到實驗的目的和效果。

心得體會：在此次實驗的過程中，自己首先要了解自己做的作品的目的和想法。要以一個抽象的概念模擬實驗，不能是盲目的去做一些簡單的焊錫，打孔，跳線等沒有思考的問題。自己要去學(xué)會怎么用仿真軟件去將你的實驗原理圖驗證正確才可以下手。再有就是學(xué)會AD 畫圖每一個細(xì)節(jié)都是不能忽視的，比如說找個電阻，電容，二極管。等一些電子元器件，如果你沒有很好的掌握此AD軟件的功能那么你是無法快速的找到對應(yīng)的元件，還有就是在畫圖的過程中需要考慮很多小問題，比如說線不能重疊需要跳線，但是你的板子很小，這就需要你想一個巧的辦法去解決，從那些元件的空隙連過去也是可以的。一些元件的使用方法也是值得我們注意的，比如說數(shù)碼管，它分供陰極和供陽極，如果你搞錯了你也是的得不到你想要的結(jié)果。芯片的正反是否裝錯，在焊錫的時候是否打吧芯片給燒壞了等一系列微小，但有不得不值得我們注意的問題。所以在做實驗是我學(xué)會了要仔細(xì)仔細(xì)再仔細(xì)，做完后需要學(xué)會通過用萬用表檢測電路是否沒有短路或者斷路，與自己的實驗原理圖對照要及時的找出問題所在。自己的思維能夠嚴(yán)謹(jǐn)。一個完整的實驗是需要一個人的耐力，信心，仔細(xì)，創(chuàng)新的許多品質(zhì)，達(dá)不到實驗的目的絕對是不行的。沒有恒心和毅力就這么個小小的實驗都做不出來，那么將來在社會上什么事情都不會讓你干，遇到困難就想放棄你也就什么事情都干不成。因此通過此次的數(shù)

電課程設(shè)計我更加明白了我們現(xiàn)在差欠的品質(zhì)太多，從做作品的效率和效果來看就是你要步入社會的狀態(tài)。我們需要更加努力的在大學(xué)期間磨煉自己，學(xué)好自己的專業(yè)課，從大學(xué)中培養(yǎng)良好的品質(zhì)完善自己，以便出社會更好的應(yīng)對麻煩和問題。

第五篇：數(shù)電課程設(shè)計

電子技術(shù)課程設(shè)計

題目名稱 多功能數(shù)字鐘設(shè)計 班 級 自動化1204 學(xué) 號 201209157043 學(xué)生姓名 田野 指導(dǎo)教師 劉 瓊 設(shè)計時間 2014-6-9 ～ 2014-6-13

設(shè)計任務(wù)與要求：

Ⅰ 以十進(jìn)制數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。

Ⅱ 小時計數(shù)器的計時要求為“24翻1”，分鐘和秒的時間要求為60進(jìn)位。

Ⅲ 能實現(xiàn)手動快速校時、校分；

Ⅳ 具有整點報時功能，報時聲響為四低一高，最后一響為整點。

Ⅴ 具有定制控制（定小時）的鬧鐘功能。

Ⅵ 畫出完整的電路原理圖

設(shè)計內(nèi)容簡介：數(shù)字鐘是一個簡單的時序組合邏輯電路，數(shù)字鐘的電路系統(tǒng)主要包括時間顯示，脈沖產(chǎn)生，報時，鬧鐘四部分。脈沖產(chǎn)生部分包括振蕩器、分頻器；時間顯示部分包括計數(shù)器、譯碼器、顯示器；報時和鬧鐘部分主要由門電路構(gòu)成，用來驅(qū)動蜂鳴器。

整體構(gòu)思或方案選擇：

該系統(tǒng)的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時間基準(zhǔn)，再經(jīng)過分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進(jìn)位，分計數(shù)器計滿60后向小時計數(shù)器，小時計數(shù)器采用12進(jìn)制計數(shù)，計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計時出現(xiàn)誤差時可以用標(biāo)準(zhǔn)時電路進(jìn)行校時、校分、校秒。

方案設(shè)計：定時器555與RC組成的多諧振蕩器作為時間標(biāo)準(zhǔn)信號源。

分頻器的功能主要有兩個：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號；二是提供功能擴(kuò)展電路所需要的信號，如仿電臺報時用的1KHz的高音頻信號和500KHz的低音頻信號等。因此，可以選用3片我們較熟悉的中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90可以完成上述功能。因每片為1/10分頻，3片級聯(lián)則可獲得所需要的頻率信號，即每1片Q0端輸出頻率為500Hz,每2片Q3輸出為10Hz，每3片的Q3端輸出1Hz。時間計數(shù)器電路：一般采用10進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量，可選74LS90，其內(nèi)部邏輯框圖如圖6所示。該器件為雙2-5-10異步計數(shù)器，并且每一計數(shù)器均提供一個異步清零端（高電平有效）。

圖 5 74LS90內(nèi)部邏輯框圖

秒個位計數(shù)單元為10進(jìn)制計數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將Ｑ0與ＣＰW（下降沿有效）相連即可。ＣＰR（下降沿有效）與1Hz秒輸入信號相連，Ｑ３可作為向上的進(jìn)位信號與十位計數(shù)單元的ＣＰR相連。秒十位計數(shù)單元為6進(jìn)制計數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換,可以利用74LS90的有兩個清零端的特點，在不用門電路的情況下實現(xiàn)10進(jìn)制轉(zhuǎn)6進(jìn)制，具體電路見下面設(shè)計圖。分個位和分十位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同。

譯碼驅(qū)動及顯示單元電路：譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動器，其輸出是OC門輸出且低電平有效，專用于驅(qū)動LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。如圖9所示。若將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。

校時電路：校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計時狀態(tài)即可。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時校正功能，因此，應(yīng)截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖4所示為所設(shè)計的校時電路。

圖 6 方案一校正電路圖

定時控制電路：數(shù)字鐘在指定的時刻發(fā)出信號，或驅(qū)動音響電路“鬧時”；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。在本次設(shè)計中設(shè)計成鬧時，指定時刻為05時59分00鈔音響電路以1KHZ的頻率的鬧一分鐘到6時00分00秒結(jié)束。（可以通過必一個二輸入為四輸入引入上下午的指示信號來進(jìn)一步確定鬧鐘的響鈴時間）

圖10 定時控制電路 時間脈沖電路的設(shè)計

圖 13 產(chǎn)生1Hz時間脈沖的電路圖

555構(gòu)成振蕩電路和74LS90構(gòu)成分頻電路。如圖11，555輸出1KHz的脈沖，三片74LS90級聯(lián)分頻即可得500Hz和1Hz信號。

60進(jìn)制計數(shù)器的設(shè)計：“秒”計數(shù)器電路與“分”計數(shù)器電路都是60進(jìn)制，它由一級10進(jìn)制計數(shù)器和一級6進(jìn)制計數(shù)器連接構(gòu)成。如圖12.所示由74LS90構(gòu)成的60進(jìn)制計數(shù)器。首先將兩片74LS90設(shè)置成十進(jìn)制加法計數(shù)器，將兩片計數(shù)器并行進(jìn)位則最大可實現(xiàn)100進(jìn)制的計數(shù)器。現(xiàn)要設(shè)計一個60進(jìn)制的計數(shù)器，可利用“反饋清零”的方法實現(xiàn)。因為74LS90有兩個異步清零端R0（1）他R0（2），分別用十位端人Q2和Q0與他們相連，當(dāng)計數(shù)器輸出“2Q32Q22Q12Q0、1Q3Q2Q1Q0=0110、0000”時，通過門電路形成一置數(shù)脈沖，使計數(shù)器歸零，這樣可以不用門電路實現(xiàn)60進(jìn)制計數(shù)器。

圖14 60進(jìn)制電路圖

譯碼及驅(qū)動顯示電路

譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動器，其輸出是OC門輸出且高電平有效，專用于驅(qū)動LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陽數(shù)碼管組成的一位數(shù)碼顯示電路如圖 14 所示。若將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。

圖 16譯碼及驅(qū)動顯示電路圖

校時電路的設(shè)計：數(shù)字種啟動后,每當(dāng)數(shù)字鐘顯示與實際時間不符進(jìn),需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行校時。?！懊搿睍r，采用等待校時。校“分”、“時”的原理比較簡單，采用加速校時。

對校時電路的要求是 : 1．在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)。2．在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。

如圖15所示，當(dāng)開關(guān)斷開時，校正信號和0相與非的輸出為1，正常輸入信號可以順利通過與非門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)閉合時，情況正好與上述相反，這時校時電路處于校時狀態(tài)。與非門可選74LS00。因此實際使用時，須對開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行消除抖動處理，圖17為加2個0.01uF的電容。

圖 17 校時電路圖

自動報整點電路

當(dāng)分十位計數(shù)器的進(jìn)位脈沖的上降沿到來時，小時計數(shù)器加1，新的小時數(shù)置入74LS192，同時又使74LS74的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1Q經(jīng)兩非門后使PL=1，此時74LS192開始減法計數(shù)，脈沖CP（1Hz）提供。CP=1時音響發(fā)出1KHz的聲音，CP=0時停響。當(dāng)減法計數(shù)到0時，計數(shù)器的借位輸出下降沿使D觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，使1Q=0，這時PL=0，74LS192又回到置數(shù)狀態(tài)，并且封鎖了音響電路，直到下一個分十位進(jìn)位信號的下降沿到來。

觸摸報整點時數(shù)電路

用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，沒觸摸報時開關(guān)閉合后（再斷開），進(jìn)入暫態(tài)，暫態(tài)時間為略大于12S，在該時間內(nèi)會封鎖分十位進(jìn)位信號的下降沿，直到回到穩(wěn)態(tài)后。在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)的進(jìn)入暫態(tài)時，輸出端輸出上升沿，使D觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1Q=1，74LS192進(jìn)入減法計數(shù)，并伴隨音響發(fā)音。直到減法計數(shù)到0時，計數(shù)器的借位輸出下降沿，經(jīng)門電路后使D觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1Q=0，這時PL=0，74LS192又回到置數(shù)狀態(tài)，并且封鎖了音響電路，直到下一次的觸發(fā)。

圖20 自動（觸摸）報整點時數(shù)時數(shù)電路

電路總圖

圖 1 電路總圖 設(shè)計收獲、體會和建議：

課程設(shè)計是一個課本與實踐相結(jié)合的機(jī)會，從初期的懵懂不解到逐步摸索前進(jìn)最終得出結(jié)果的過程中我也體會到了很多：

1.設(shè)計初期要考慮周到，否則后期改進(jìn)很困難。應(yīng)該在初期就多思考幾個方案，選擇最合適的方案動手設(shè)計?？傮w設(shè)計在整個設(shè)計過程中非常重要，應(yīng)該花較多的時間在上面。

2.在設(shè)計某些模塊的時候如果無法把握住整體，這時可以先進(jìn)行小部分功能的實現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，雖然可能會多花一些時間，但這比空想要有效的多。

3.盡可能是電路連線有序，模塊之間關(guān)系清楚，既利于自己修改，也利于與別人交流。

4.很多難點的突破都來自于與同學(xué)的交流，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路，因此要重視與別人的交流。

5.應(yīng)該有較好的理論基礎(chǔ)，整個實驗都是在理論的指導(dǎo)下完成了，設(shè)計過程中使用了許多理論課上學(xué)的內(nèi)容，如真值表、卡拉圖等。本次設(shè)計把理論應(yīng)用到了實踐中，同時通過設(shè)計，也加深了自己對理論知識的理解和掌握。

參考文獻(xiàn)

1、謝自美．電子線路設(shè)計·實驗·測試．華中科技大學(xué)出版社.2006.１

2、姚福安．電子電路設(shè)計與實踐．山東科技出版社.2001.10

3、馬建國．電子系統(tǒng)設(shè)計．高等教育出版社.2004.1 4 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》伍時和 主編 清華大學(xué)出版社?！峨娮泳€路設(shè)計·實驗·測試》第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社?！峨娮泳€路綜合設(shè)計實驗教程》 劉鳴 主編 天津大學(xué)出版。《新型集成電路的應(yīng)用――電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》，梁宗善主編，華中科技大學(xué)出版社?！峨娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》，孫梅生等編著，高等教育出版社。