數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 論 文</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：數(shù)字電子鐘</p><p>　　學(xué) 院＿＿＿＿</p><p><b>　　專 業(yè)＿＿</b></p><p>　　班 級(jí)＿＿＿＿＿＿</p><p><b>　　指導(dǎo)教師＿＿＿＿＿</b

2、></p><p><b>　　完成日期＿＿＿＿＿</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　加入世貿(mào)組織以后，中國會(huì)面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。這種競(jìng)爭(zhēng)將是一場(chǎng)科技實(shí)力、管理水平和人才素質(zhì)的較量，風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇共存，同時(shí)電子產(chǎn)品的研發(fā)日新月異，不僅是在通信技術(shù)方面數(shù)字化取代于模擬信號(hào)，就連我們的日常生活

3、也進(jìn)于讓數(shù)字化取締。 說明數(shù)字時(shí)代已經(jīng)到來，而且滲透于我們生活的方方面面。</p><p>　　就拿我們生活的實(shí)例來說明一下“數(shù)字”給我們帶來的便捷。下面我們就以數(shù)字鐘為例簡(jiǎn)單介紹一下。數(shù)字鐘我們聽到這幾個(gè)字，第一反應(yīng)就是我們所說的數(shù)字，不錯(cuò)數(shù)字鐘就是以數(shù)字顯示取代模擬表盤的鐘表，在顯示上它用數(shù)字反應(yīng)出此時(shí)的時(shí)間，相比模擬鐘能給人一種一目了然的感覺，不僅如此它還能同時(shí)顯示時(shí)、分、秒。而且能對(duì)時(shí)、分、秒準(zhǔn)確校時(shí)

4、，這是普通鐘所不及的。與此同時(shí)數(shù)字鐘還能準(zhǔn)確定時(shí)，在你所規(guī)定的時(shí)間里準(zhǔn)確無誤的想你發(fā)出報(bào)時(shí)聲音，提醒你在此時(shí)所需要去做的事。與舊式鐘表相比它更適用于現(xiàn)代人的生活。</p><p>　　在課程結(jié)束之際恰好遇上學(xué)校的課題電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)。因而在所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)上做了以下課程設(shè)計(jì)。希望給大家?guī)矸奖愕耐瑫r(shí)，使自己對(duì)所學(xué)專業(yè)有進(jìn)一步的了解！</p><p><b>　　Abstract<

5、/b></p><p>　　To join the WTO, China will face fierce competition. This kind of competition will be a scientific and technological strength, management level and the quality of the talent competition, risk

6、 and opportunities coexist, and at the same time, electronic product development change with each passing day, is not only in communication technology in digital replace analog signals, and even our daily life into for d

7、igital ban. Explain the digital age has come, and permeates every aspect of our lives. </p><p>　　Take our life examples to explain "digital" bring us and convenient. Below we will to digital clock

8、as an example to introduce. Digital clock we heard these words, the first reaction is what we call number, good digital clock is with digital display replace mimic panel is horological, in display it with digital reflect

9、 the time, compared with the simulation clock can give a person a kind of clear feeling, not only that it can also shows at the same time, points, SEC. And to compare the time, min</p><p>　　At the conclusion

10、 of the course in the school subject electronic clock design. So in the major based on the curriculum design. Hope to bring you convenient at the same time, make oneself to have further understanding of major! </p>

11、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)1</p><p>　　2.

12、2 設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　3 方案論證及總體電路框圖1</p><p><b>　　3.1方案論證1</b></p><p>　　3.2總體電路框圖2</p><p><b>　　4單元設(shè)計(jì)電路3</b></p><p>　　4.1 秒脈沖產(chǎn)生電路3&l

13、t;/p><p><b>　　4.2 計(jì)數(shù)器4</b></p><p>　　4.2.1 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器4</p><p>　　4.2.2 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器5</p><p>　　4.2.3 校時(shí)控制電路5</p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試6</b></

14、p><p>　　6 系統(tǒng)電路總圖7</p><p><b>　　7 器件清單8</b></p><p><b>　　8 總結(jié)與體會(huì)8</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是日常生活中常見的一種工具，大到機(jī)

15、場(chǎng)等公共場(chǎng)所的時(shí)間屏幕，小到我們的手表，鬧鐘等，都是常見的數(shù)字電子鐘。其實(shí)數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)的原理很簡(jiǎn)單，但其功能卻很強(qiáng)大，現(xiàn)在市場(chǎng)上的電子時(shí)鐘大多都有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，校時(shí)功能等，這次課程設(shè)計(jì)，我們以數(shù)字電子技術(shù)理論為基礎(chǔ)，親身實(shí)踐其中。</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程的核心是時(shí)序邏輯電路，組合邏輯電路和觸發(fā)器，這些也是我們學(xué)數(shù)電最基本的要掌握的知識(shí)，通過實(shí)踐可以加深對(duì)課本知識(shí)的理解，能夠處理一些實(shí)際中的情況

16、，在這次課程設(shè)計(jì)中，校時(shí)是一個(gè)很重要的模塊，既要可以正常校時(shí)，又不能干擾到時(shí)間計(jì)數(shù)顯示模塊，而時(shí)間顯示比較簡(jiǎn)單，用熟悉的芯片就可以做出來了。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)的選題——數(shù)字電子鐘，不僅可以加深我們對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解，也可以提高自己的動(dòng)手能力以及實(shí)際問題中解決問題的能力，培養(yǎng)了對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的興趣。 </p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b&

17、gt;</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘</b></p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　?、艛?shù)字電子鐘是以一晝夜24小時(shí)為一個(gè)計(jì)數(shù)周期</p><p>

18、　?、凭哂小皶r(shí)”（00——23），“分”（00——59），“秒”（00——59）數(shù)字顯示。</p><p>　?、蔷哂行r(shí)功能，能分別進(jìn)行秒，分，時(shí)的校正。</p><p>　　3 方案論證及總體電路框圖</p><p><b>　　3.1方案論證</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)

19、行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路，由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確定。通常使用振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。</p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器，校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路和振蕩器以及秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器

20、及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)

21、”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼，通過七位LED七段顯示器顯示出來。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路時(shí)用來對(duì)“時(shí)”、“分”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的。</p><p><b>　　3.2總體電路框圖</b></p><p>　　圖3-2 系統(tǒng)總體框圖</p><p>

22、;　　4單元設(shè)計(jì)電路 </p><p>　　4.1 秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　數(shù)字電子鐘應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間源，用它產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的1Hz脈沖信號(hào)，稱為秒脈沖，由于它直接影響到計(jì)時(shí)器定時(shí)的準(zhǔn)確度，因此采用石英晶體振蕩器，并經(jīng)多級(jí)分頻電路后獲得秒脈沖信號(hào)。從電路的體積，成本以及分頻方面考慮，數(shù)字計(jì)時(shí)器通常采用石英晶振頻率為32768Hz，經(jīng)過十五級(jí)二分頻電路，便可得到頻率為1Hz的

23、秒脈沖信號(hào)。具體電路如圖4-1所示，它用一片CMOS集成電路CC4060（14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器）和74LS74觸發(fā)器組成。</p><p>　　圖4-1 秒脈沖發(fā)生電路</p><p><b>　　4.2 計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　4.2.1 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由分頻器來的秒脈沖信號(hào)，首先送到

24、“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，秒計(jì)數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達(dá)到60秒時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，所以，選用兩片CC4518組成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用反饋歸零的方法來實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。其中，“秒”十位是六進(jìn)制，“秒”個(gè)位是十進(jìn)制，如圖4-2-1所示。</p><p>　　圖4-2-1 秒、分計(jì)時(shí)電路</p><p>　　4.2.2 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 </p><p>

25、　　個(gè)位計(jì)數(shù)器，十位計(jì)數(shù)器由三D觸發(fā)器cc4518構(gòu)成 ，將它們組成 “24翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。</p><p>　　計(jì)數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生兩次跳躍：一是計(jì)數(shù)器計(jì)到9，即個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脈沖作用下計(jì)數(shù)器進(jìn)入暫態(tài)1010，利用暫態(tài)的兩個(gè)1即Q03Q01使個(gè)位異步置0，同時(shí)向十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位使Q10=1；二是計(jì)數(shù)器計(jì)到12后，在第13個(gè)脈沖作用下個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為Q03Q02Q0

26、1Q00=0001，十位計(jì)數(shù)器的Q10=0。第二次跳躍的十位清0和個(gè)位置1信號(hào)可由暫態(tài)為1的輸出端Q10，Q01，Q00來產(chǎn)生。</p><p>　　圖4-2-2 時(shí)計(jì)數(shù)電路</p><p>　　4.2.3 校時(shí)控制電路</p><p>　　校時(shí)電路的作用是當(dāng)計(jì)時(shí)器剛接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，進(jìn)行時(shí)間的校準(zhǔn)。如圖所示是一種實(shí)現(xiàn)時(shí)分秒校準(zhǔn)的參考電路。開關(guān)K1，K2，K

27、3分別作為時(shí)分秒校準(zhǔn)的控制開關(guān)。當(dāng)K1，K2閉合，踢接G3門的輸入端時(shí)，G1——G3門的輸出均為1，G4門輸出為0，G5門輸出為1，秒信號(hào)經(jīng)G6門送至秒個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸入端，計(jì)時(shí)器進(jìn)行正常計(jì)時(shí)。</p><p>　　時(shí)校準(zhǔn):當(dāng)開關(guān)K1打開，K2閉合，K3接G3門的輸入端時(shí)，G1門開啟，G2門關(guān)閉，秒信號(hào)直接經(jīng)G6和G1門送至?xí)r各位計(jì)時(shí)器，從而使時(shí)顯示器每秒鐘進(jìn)一個(gè)數(shù)字，以實(shí)現(xiàn)快速的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后將K1重新閉合。<

28、;/p><p>　　分校準(zhǔn)：當(dāng)開關(guān)K1閉合，K2打開，K3接G3門的輸入端時(shí)，這時(shí)秒信號(hào)只能通過G6和G2門直接送至分個(gè)位計(jì)時(shí)器，這時(shí)分計(jì)數(shù)器快速計(jì)數(shù)，當(dāng)校準(zhǔn)后將K2閉合。</p><p>　　秒校準(zhǔn)：當(dāng)開關(guān)K1，K2閉合，K3接G4門的輸入時(shí)G4門輸出為1，使G5門開啟，周期為0.5秒的秒沖信號(hào)（可由秒脈沖信號(hào)分頻獲得）通過G5，G6門，并送至秒個(gè)位計(jì)數(shù)器，使秒計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)速度提高一

29、倍，加快了秒顯示器的校準(zhǔn)速度。當(dāng)秒顯示器校準(zhǔn)后，將K3恢復(fù)與G3門的輸入端相接，這時(shí)計(jì)時(shí)器的各位顯示器將按校準(zhǔn)后的時(shí)間進(jìn)行正常計(jì)時(shí)。</p><p>　　圖4-2-3 校時(shí)電路</p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試 </b></p><p>　　由圖所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號(hào)的流向分級(jí)安裝，逐級(jí)級(jí)聯(lián)。這里的每一級(jí)是指組成數(shù)字中的各

30、個(gè)功能電路。</p><p>　　級(jí)聯(lián)時(shí)如果出現(xiàn)時(shí)序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級(jí)邏輯門來延時(shí)。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容相并聯(lián)。</p><p><b>　　6 系統(tǒng)電路總圖</b></p><

31、p><b>　　7 器件清單</b></p><p><b>　　8 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　伴隨著幾聲清脆的滴答聲，我們小組終于完成了長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)。俗話說“功夫不負(fù)有心人，鐵杵也能磨成繡花針”，通過自己的努力，我們的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)也在今天完成了，看著老師仔細(xì)的驗(yàn)收，并成功的完成任務(wù)，有種如釋重負(fù)的感覺，同時(shí)，看到

32、成功數(shù)字電子時(shí)鐘，心中更多的是一種成就感。</p><p>　　當(dāng)然，通過這次實(shí)踐我也受益匪淺，從中學(xué)到了不少在書本中沒有的東西，明白了實(shí)踐與理論的結(jié)合是極其重要的，以及同學(xué)之間互相幫助的重要性，更重要的是對(duì)整個(gè)電路還有各個(gè)元器件有了充分的認(rèn)識(shí)，還有在遇到困難時(shí)運(yùn)用學(xué)過的相關(guān)知識(shí)和恰當(dāng)?shù)姆椒ūM力去解決各個(gè)難題，通過自己不懈的努力與搭檔的配合來完成這項(xiàng)團(tuán)隊(duì)任務(wù)。</p><p>　　當(dāng)然，在

33、整個(gè)課程設(shè)計(jì)中，我們也遇到了許多的難題。例如顯示器無法正常顯示數(shù)字，剛開始我們還以為是線路接法存在問題，經(jīng)過仔細(xì)檢查還是未得到解決，后來猜想是不是顯示器本身存在問題，拿來萬用表，經(jīng)過檢查，果然，猜想正確，個(gè)別接線柱有問題，但至于導(dǎo)致顯示器無法正常顯示的原因，后來想起是因?yàn)闆]有串聯(lián)電阻導(dǎo)致電流過大而引起的，發(fā)現(xiàn)問題后，重新接上電阻問題得到了解決，也松了一口氣，但是問題一個(gè)接一個(gè)，顯示數(shù)字倒是沒有問題了，但是數(shù)字無法進(jìn)位，仔細(xì)調(diào)試了半天還是

34、不能解決，最后反復(fù)檢查電路，才弄明白原來是校時(shí)電路的接法存在一點(diǎn)問題，改正之后問題也再次得到了解決。就這樣，經(jīng)過我們不懈的努力，解決了一個(gè)又一個(gè)的問題，最后，終于完成了數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)。</p><p>　　過程是艱辛的，但結(jié)果是令人興奮的，看著自己設(shè)計(jì)的東西一分一秒的走著，心理覺得非常有成就感，這兩個(gè)星期的努力并沒有付諸東流。雖然實(shí)驗(yàn)已經(jīng)告一段落，但是我們學(xué)習(xí)的道路還很長(zhǎng)。此次課程設(shè)計(jì)讓我明白不論是在做實(shí)驗(yàn)還是在