数字钟实验报告word版本 10页.docx
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数字钟实验报告word版本10页
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数字钟实验报告
篇一:
数字钟实验报告
数字钟实验报告
班级:
电气信息I类112班
实验时间:
实验地点:
指导老师:
一、实验目的--------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
二、实验任务及要求-----------------------------------------------------------------------------------------------------3
三、实验设计内容--------------------------------------------------------------------------------------------------------3
(一)、设计原理及思路---------------------------------------------------------------------------------------------3
(二)、数字钟电路的设计----------------------------------------------------------------------------------------4
(1)电路组成------------------------------------------------------------------------------------------------------4
(2)方案分析------------------------------------------------------------------------------------------------------10
(3)元器件清单---------------------------------------------------------------------------------------------------11
四、电路制版与焊接------------------------------------------------------------------------------------------------------11
五、电路调试---------------------------------------------------------------------------------------------------------------12
六、实验总结及心得体会------------------------------------------------------------------------------------------------13
七、组员分工安排---------------------------------------------------------------------------------------------------------19
一、实验目的:
1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解PCB板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》
课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统
地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法
锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求
1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、
六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;
5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容
1、设计原理及思路
3.1数字钟的构成
数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时
电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路
3.2原理分析
数字钟实际上是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。
振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号,秒脉冲信号输入计数器进行计数,并把累计结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
秒计数器电路计满60后触发分计数器电路,分计数器电路计满60后触发时计数器电路,当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。
由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路可以对分和时进行校时。
图1基本框图
从上图可知,数字钟由以上各部分电路组成。
振荡器产生的1Hz的脉冲作为数字钟的标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器个位进位,分计数器计满60后向小时计数器个位进位并且小时计数器按照二十四进制计数。
计数器的输出经译码器送显示器。
校时
电路可分别对时、分进行单独校时,以达到标准时间。
由框图可知电路主要由振荡电路、计数电路、显示电路以及校时电路四大部分组成。
下面将对各部分电路进行设计:
2、数字钟电路的设计
数字钟电路主要由振荡电路、计数电路、显示电路以及校时电路四大部分组成。
下面将对各部分电路进行设计。
以下是本实验所设计的方案:
1、电路组成:
(1)振荡电路
振荡电路振荡电路由555定时器和电阻,电容串并联构成。
图示电路即可产生1HZ的标准秒脉冲,用于电路的计时的脉冲电路原理图如图11所示:
图11555定时器的脉冲电路
在采用此方案之前,是用555定时器产生1KHZ的脉冲信号,然后再用三个160计数器依次分频得到1HZ的计数脉冲,虽然用555加接电容和电阻会因没有十分合适的电阻阻值而不是十分的精确,但我们在实验室里接成电路后发现没有很大的区别。
这样子不仅少了些元器件更加的经济,而且电路更简单,在后面画PCB图时会省去很大的的麻烦,后来在实验的过程中也确实证明了这一点。
(2)计数电路
计数电路分别有二十四进制和六十进制的计数器电路组成,对标准脉冲进行计数,用74ls160实现计数,时分电路图如图3、图4所示:
篇二:
数字钟实验报告
淮阴师范学院物理与电子电气工程学院
实训报告
学生姓名班级专业题目
指导教师
学号
08级06班电子信息工程数字钟的设计与制作
(姓名)(职称)
201X年11月
一、设计指标
1.显示时、分、秒。
2.以24小时制为一周期。
3.具有校时功能,可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。
校时时钟源可
以手动输入或借用电路中的时钟。
4.为了保证计时准确、稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号
二、设计方框图
数字钟的构成
数字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(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
三、元器件介绍
1.74LS00与非(图2)
图2
2.74LS00与门(图3)
图374LS00管脚图
3.74LS390(图4),十进制加数器
图474LS390管脚图
图574LS51管脚图
4.74LS51(图5)5.CD4060(图6)6.74LS74(图7)7.74LS47(图8),译码器
图6CD4060管脚图图774LS74管脚图
图874LS47管脚图
三、设计原理
1、各功能模块电路的设计(用Multisim仿真)
(1)晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保
证数字钟的走时准确及稳定。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
如图(b)所示,由CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器
电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。
输出反馈电阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。
电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。
由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。
图(b)CMOS晶体振荡器
4060构成脉冲发生及分频电路仿真图
(2)时间记数电路
一般采用10进制计数器如74HC290、74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。
本次设计中选择74HC390。
由其内部逻辑框图可知,其为双2-5-10异步计数器,并每一计数器均有一个异步清零端(高电平有效)。
秒个位计数单元为10进制计数器,无需进
制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。
CPA(下降沿有效)与1HZ秒输入信号相连,QD可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。
秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。
将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图2.4所示,其中QC可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。
篇三:
多功能数字钟实验报告
基地班级:
设计人:
设计时间:
指导老师:
多功能数字钟实验报告
多功能数字钟实验报告..........................................................................-1-
一、实验任务及要求...................................................................-3-
1.基本功能............................................................................-3-
2.拓展功能............................................................................-3-
二、实验条件.............................................................................-3-
1.软件..................................................................................-3-
2.开发板...............................................................................-3-
三、电路的设计过程...................................................................-4-
1.工作原理与组成框图.........................................................-4-
2.单元电路设计...................................................................-4-
模块
(1)计时与调时电路.................................................-7-
模块
(2)12-24小时转换电路:
.......................................-11-
模块(3)显示电路:
.......................................................-12-
模块(4)报时电路:
.......................................................-14-
模块(5)闹钟电路:
.......................................................-17-
3.总体仿真波形..................................................................-24-
四、调试过程............................................................................-28-
1.调试步骤............................................................................-30-
2.调试中遇到的问题及解决办法..............................................-30-
3.最后观察到的实验结果........................................................-31-
五、实验的收获、体会与改进建议..............................................-32-
一、实验任务及要求
用FPGA器件和EDA技术实现多功能数字钟的设计
1.基本功能
?
以数字形式显示时、分、秒的时间;
?
小时计数器为同步24进制;
?
要求手动校时、校分和自动校时、校分。
2.拓展功能
?
任意时刻闹钟;
?
小时显示(12/24)切换电路
?
仿广播电台正点报时;
?
自动报整点时数;
?
万年历;
?
秒表。
二、实验条件
1.软件:
ISE13.4
2.开发板:
Basys2
三、电路的设计过程
1.
组成框图
2.单元电路设计
顶层模块:
顶层模块是对所有模块的调用,源代码及注释如下:
module
top_clock(nCR,CP,show,sw,sel0,S1,S0,AH,AM,ledout,sp,led,sel0,sel1,sel2,clear,stop
);//nCR为复位开关,CP500MHZ脉冲,show7喂数码管输出,sw四个数码管点亮选择,S1、S0调整按键,AH、AM调整拨码开关,ledout整点显示led,sp仿电台报时led,led闹钟显示led,sel0、sel1、sel2组合选择开关,clear秒清零开关,stop秒表停开关
inputnCR,CP,S1,S0,AH,AM,sel0,sel1,sel2,clear,stop;
output[6:
0]show;
output[3:
0]sw;
output[3:
0]ledout;
outputsp,led;
wire[23:
0]cnt;
wire[15:
0]cnt_out,stopsec;
wire[15:
0]cnt_time;
wire[15:
0]cnt_alarm;
wire[15:
0]year;
wire[7:
0]month,day;
secondstoop(CP,stopsec,nCR,stop,clear);//秒表
datedt(cnt,CP,nCR,year,month,day,sel0,sel1,sel2,AM,AH);//万年历
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