电子钟课程设计.docx
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电子钟课程设计.docx
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电子钟课程设计
数字电子课程设计
——多功能数字电子钟
指导教师:
邬春明李蕾
班级:
通信081
姓名:
姜雪
学号:
0806220105
1、设计名称
多功能数字电子钟设计
2、设计任务及要求
1、要求:
(1)有“时”、“分”、“秒”(23小时59分59秒)显示且有校时功能。
(设计秒脉冲发生器)
(2)有整点报时功能(选做上下午、日期、闹钟等)。
(3)用中小规模集成电路及模拟器件实现。
(4)供电方式:
5V直流电源。
2、任务:
(1)画出数字电子钟的电路图
(2)用EWB进行仿真
(3)撰写设计说明说及要求
3、设计方案选择及论证
1、方案设计
一个基本的数字电子钟电路只要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器和定时器组成。
干电路系统由秒信号发生器、“时”、“分”、“秒”计数器、译码器及显示器、电路组成。
首先由时钟源产生一秒钟的振荡周期,有74LS90采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器。
实用时钟源的输出作为秒计数器的CP秒冲,把秒计数器的进位输出作为分计数器的CP脉冲,分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲,实用LED显示器进行显示。
2、数字电子钟基础电路
秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定时系统的精度,将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用六十进制计数器,每累计60秒发出一个“分脉冲”信号。
该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用六十进制计数器,每累计60分钟,发出一个“时脉冲”信号。
该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用二十四进制计数器,可实现对一天24小时的累计。
译码器现实电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码,通过LED七段显示器显示出来。
3、数字电子钟的构成
数字点钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路,由于计数的起始时间不可能与标准时间(北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,图1.1所示为数字电子钟的总体电路框图。
图1数字电子钟总体电路框图
4、数字电子钟工作原理与电路设计
(1)信号发生器:
用时钟源产生1Hz的秒脉冲信号,如图1.2。
图2时钟源
图3时钟源在OUT端产生1Hz的脉冲示波图
(2)时间计数器电路
数字电子钟时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器以及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求时个位和时十位计数器为24进制计数器。
利用两片74LS90组成的六十进制计数器如图1.4与1.5所示,通过反馈端控制清零端清零,其中个位接成十进制形式,十位接成六进制形式,秒和分计数均由六十进制递增计数来完成。
个位同样接成十进制形式,十位通过外部连接,向显示屏间隔地输出“0”与“1”,组成二十四进制递增计数器,构成时间计数器——时电路,如图1.6。
图4时间计数器——秒电路
图5时间计数器——分电路
图6时间计数器——时电路
(3)整点报时电路
当分秒同时出现“0”时灯亮,电路如图1.7与1.8所示。
图7未报时
图8整点报时
(4)校时电路
将时、分电路的计数器直接接到振荡器,再分别有开关“A”与“S”控制电路的接通和断开,实现调时、调分。
图9校时电路
4、仿真过程及结论
1、系统仿真电路图
图10完整电路图
图11系统仿真电路图
2、运行结果
当秒的开关接由时钟源直接产生的1Hz信号,分、时的开关接来自秒、分的进位时,LED显示器可以准确现实00:
00:
00——23:
59:
59,24小时制的时间计数。
通过对时、分两开关即【A】、【S】调节,可分别实现校准的功能,当时间显示为整点时,即**:
00:
00时,由整点报时电路可报时,在此电路中为彩色指示灯变为红色。
5、元件列表
器件
型号、类型
数量
异步加法计数器
74LS90
6
电源
5V直流
3
LED七段显示器
1206
6
时钟源
1
指示灯
1
与门
7408
4
或非门
CD4078
2
单刀双掷开关
HMC544
2
导线
若干
6、仿真中出现的故障及解决方案、
在设计的过程中还是出现了比较多的问题,出现最多的问题就是连线问题,线路比较多,连接也很复杂,通过变换不同颜色逐步检查更正,在校准电路时,开始不会应用开关进行校时,后来在老师的帮助下解决了这个问题。
7、收获体会
在这次课程设计中我学到了很多东西。
首先,怎么样去查阅资料,收集与课设要用的有关的知识。
其次,要完成一件工作,还得专心致志才行,细心耐心、第三,遇到困难要冷静,要多想解决办法,多尝试。
通过这次实验,我也进一步熟悉了数字电路的设计与特点,同时也基本掌握了74LS系列的集成对秒、分、时及其进位的实现,而且让我了解了电路设计的基本思路,增强了实践动手能力,理论结合实际的能力加强。
除此之外,我还深深地认识到严谨、认真的科学态度在科学实验中发挥的重要作用。
数字电子钟的原理比较简单,但是它的组成部分多,电路连接有些复杂,出现问题后分析起来比较困难,所以我养成了完成一个部分就调试检查一个部分,确保正确在进行下一步工作,出现了问题只要在为检验的部分查寻就可以很快找出,效果不错。
8、参考文献
【1】阎石数字电子技术基础(第五版)高等教育出版社
【2】周常森电子电路计算机仿真技术山东科学技术出版社
【3】高吉祥电子技术基础实验与课程设计电子工业出版社
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