数电课程设计报告数字时钟.docx
- 文档编号:10713766
- 上传时间:2023-02-22
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:531.25KB
数电课程设计报告数字时钟.docx
《数电课程设计报告数字时钟.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数电课程设计报告数字时钟.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
数电课程设计报告数字时钟
课题三、数字电子钟设计
一:
设计要求:
(1)、准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
(2)、小时计时采用24进制的计时方式,分、秒采用60进制的计时方式。
(3)、具有快速校准时、分、秒的功能。
二:
总体参考方案
该系统的工作原理是:
振荡器产生的稳定高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位,分计数计满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器输出经译码器送显示器。
计时出现误差时可以用校时电路进行较时、校分、校秒。
三:
单元电路设计
1.秒脉冲发生器
用555定时器构成秒脉冲发生器如图3.1所示
图3.1555定时器构成的秒脉冲发生器
1.1555定时器
555的工作原理
它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2VCC/3和VCC/3。
C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号为低电平时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于VCC/3时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。
Vco是控制电压端(5脚),当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01微法的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.
图3.1.1555定时器的电路结构及其引脚
图3.1.2555电路的引脚功能
2.秒、分、时计数器
秒、分计数器
分和秒计数器都是模数M=60的计数器,其计数规律为00---01---…58---59---00…选74LS161作十位及个位计数器,再将它们级联组成模数M=60的计数器.
图2.1秒、分计时器
图2.274LS161引脚图
管脚图介绍:
时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR
使能CEP,CET
置数PE
数据输出端Q0~Q3
以及进位输出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET
*SR
PE
CET
CEP
工作模式
L
X
X
X
RESET(Clear)清零
H
L
X
X
LOAD(PnQn)置数
H
H
H
H
COUNT(Increment)计数
H
H
L
X
NOCHANGE(Hold)保持(不变)
H
H
X
L
NOCHANGE(Hold)保持(不变)
图2.374LS161选择开关方式真值表
时计数器
时计数器是一个“24翻1”的特殊进制计数器,即当数字钟运行到24时59分59秒,秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时,数字钟应自动显示为01时00分00秒,实现日常生活中的计时规律。
故选用74LS160做十位及个位计数器,再将它们级联组成模数M=24的计数器。
图2.4时计数器
图2.574LS160引脚图
*SR
PE
CET
CEP
工作模式
L
X
X
X
RESET(Clear)清零
H
L
X
X
LOAD(PnQn)置数
H
H
H
H
COUNT(Increment)计数
H
H
L
X
NOCHANGE(Hold)保持(不变)
H
H
X
L
NOCHANGE(Hold)保持(不变)
图2.674LS160选择开关真值表
PE
ParallelEnable(ActiveLOW)Input并行启用(低电平)输入
P0–P3
ParallelInputs并行输入
CEP
CountEnableParallelInput计数启用并行输入
CET
CountEnableTrickleInput计数启用涓流输入
CP
ClOCk(ActiveHIGHGoingEdge)Input时钟输入
MR
MasterReset(ActiveLOW)Input主复位(低电平)输入
SR
SynchronousReset(ActiveLOW)Input同步复位(低电平)输入
Q0–Q3
ParallelOutputs(Noteb)并行输出(注b)
TC
TerminalCountOutput(Noteb)终端计数输出(注b)
图2.774LS160引脚功能表
74LS32
74LS32是四2输入或门,常用在各种数字电路以及单片机系统中。
表达式为:
Y=A+B
引脚排列图管脚功能:
左下1--1A,2--1B,3--1Y;4--2A,5--2B,6--2Y;7--GND;
右起:
右上8--3Y,9--3A,10--3B;11--4Y,12--4A,13--4B;14--VCC,其中A,B为输入端,Y为输出端,GND为电源负极,VCC为电源正极。
图2.874LS32引脚图
AB0
--------------
000
011
101
111
图2.974LS32真值表
74LS04
74LS04是6非门(反相器),它的工作电压为5V,他的内部含有6个coms反相器,74LS04的作用就是反相把1变成0,下面是芯片的管脚图
图2.1074LS04引脚图
74LS08
74LS08是2输入四正[与门]集成电路芯片,常用在各种功能的数字电路系统中.74ls04是带有6个[非门]的芯片。
Vcc4B4A4Y3B3A3Y
┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐
__│141312111098│
Y=AB)│2输入四正与非门74LS00
│1234567│
└┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘
1A1B1Y2A2B2YGND
图2.1174LS08引脚图
aby
000
010
100
111
图2.1274LS08真值表
74LS00
74LS00是TTL与非门,高电平4V左右吧,低电平1V左右,74LS00双输入四与非门
74ls00是常用的2输入四与非门集成电路.
图2.1374ls00的管脚图引脚图及真值表
wHP838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸wHP838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各3、秒、分、时译码显示模块
图3.1显示译码部分
注:
图中电阻是上拉电阻,也称限流电阻
译码电路由4511BD组成,显示器由七段共阴数码管组成。
74LS161及74LS160产生的时间脉冲信号经由4511BD译码后翻译二进制代码,输入给七段共阴数码显示器显示相应的时间。
表3.2七段译码器真值表
4.校时电路
当数字钟接通电源或者计时出现误差时,需要校正时间。
对校时电路的要求是,在小时校正时不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。
通过开关控制,使计数器对1HZ的校时脉冲计数。
“秒”校时采用等待校时法。
正常工作时,将开关S1拨向VDD位置,不影响与门G1传送秒计数信号。
进行校对时,将S1拨向接地位置,封闭与门G1,暂停秒计时。
标准时间一到,立即将S1拨回VDD位置,开放与门G1。
“分”和“时”校时采用加速校时法。
正常工作时,S2和S3接地,封闭与门G3或G5,不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。
进行校对时,将S2、S3拨向VDD位置,秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器,让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。
待标准时、分一到,立即将S2、S3拨回接地位置,封锁秒脉冲信号,开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送。
四、附图说明各部分功能的实现
1.开始状态
图4.1
2.时、分、秒分别校时
图4.2
3.满60秒向分钟进位状态
图4.3.1
图4.3.2
4.满60分向小时进位状态
图4.4.1
图4.4.2
5.23:
59:
59向00:
00:
00进位状态
图4.5.1
图4.5.2
五:
整体电路
图5.1
六、实验室调试
1.元件清单
2.调试过程
1)、元件测试全部元件在安装前都要进行检查,检查内容及要求如下表。
2)、电路的调试
接通电源查看数码管显示状况,看是否出现错误。
若出现错误,则需对系统进行调试。
调试步骤如下:
1、接通电源逐级调试。
先检查各芯片的电源线是否接上,并保证有正常的工作电压。
2、用万用表在74LS160及74LS161的第2脚处测量输出电压,如果指针左右摆动,且周期为1秒,则正常。
3、检查各级计数器的工作情况。
将“秒”信号直接接入计数器的CLK端,检查“秒”计数器和“秒”译码驱动器和显示器的工作是否正常,计数器是否为六十进制、是否能正常进位。
若不能正常显示,则需查74LS161计数器和4511BD译码驱动器和数码管。
若不能正常显示六十进制,则需检查产生清零信号的74LS161的CLR端芯片工作是否正常。
4、观察校时电路的功能是否满足校时要求,如果不正常,则需检查74LS161及74LS160芯片。
3.调试结果(照片)
图6.3.1
图6.3.2
图6.3.3
4.调试心得体会
心得与体会
首先很感谢学校提供这次课程设计的机会,让我们不仅增强了动手能力,还对数电的知识有了更全面的了解。
在一开始的设计过程中,我上网翻阅了不少资料,并且结合数电的课本,初步的画出了原理图。
这也是对我运用multisim的一个考验。
自从上学期模电的课程设计运用到了这个软件,我发现multisim对于我们专业而言是很有用处的。
所以这次课程设计也算是对我能否熟练运用这个软件的一个小小考验吧。
在仿真成功之后,我就和组员一起去了赵国树老师的实验室连接实物了。
到了实验室,我先了解了一下怎么在面包板上连线。
然后就开始动手了。
首先,我先对照电路图,找好原件。
然后开始一部分一部分的连。
连好一部分就先校验一下。
连的时候,我好几次都想放弃了。
因为我选的数字时钟需要连很多线,稍不留神就可能出差错。
调试的时候也是各种问题频频出现,搞得我焦头烂额。
但是最后我还是坚持了下来,把电路给连完了。
出的问题,也经过自己的琢磨和老师的帮助下解决了。
这次的课程设计我学到了很多。
以前模电的课程设计只要交报告和仿真的图就行了,不要求做实物。
这次做实物在很大程度上锻炼了我们的动手能力。
也为了我们的电工电子设计打下了一定的基础。
最后还要感谢赵国树老师。
在我们出问题的时候,总是帮助我们分析和检查。
最后能完成这个课程设计,在很大程度上都要感谢赵老师。
参考文献
1熊幸明主编,电工电子实训教程.北京:
清华大学出版社,2007
2谢自美,电子线路设计·实验.湖北:
华中科技大学出版社,2008
3杨志忠主编,数字电子技术,北京:
高等教育出版社,2006
4康华光,数字电子技术,北京:
高等教育出版社,2005
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 课程设计 报告 数字 时钟