電子技術(shù)課程設(shè)計---電子時鐘的設(shè)計

1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計報告書</p><p>　　2011年 6月 30日</p><p><b>　　電子時鐘的設(shè)計</b></p><p><b>　　1 設(shè)計目的</b></p><p>　?。?）應(yīng)用所學的數(shù)字電路的理論知識來完成數(shù)字電路課程設(shè)計。</p>&l

2、t;p>　?。?）在數(shù)字電路的課程設(shè)計中，熟悉數(shù)字電路的邏輯設(shè)計過程以及集成電路的使用。</p><p>　?。?）掌握常用芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　?。?）熟悉電路仿真軟件Multisim 11.0使用。</p><p>　?。?）掌握741LS60功能及工作原理。</p><p>　?。?）熟悉二十四進制、六十進

3、制的設(shè)計與制作。</p><p><b>　　2 設(shè)計思路</b></p><p>　?。?）設(shè)計六十進制計數(shù)器電路。</p><p>　　（2）設(shè)計二十四進制計數(shù)器電路。</p><p><b>　　3 設(shè)計過程 </b></p><p><b>　　3.1方案論

4、證</b></p><p>　　圖1 電子時鐘工作總方框圖</p><p>　　如圖1所示，設(shè)計一個二十四進制電子時鐘，首先將四個74160分別構(gòu)成一個二十四進制計數(shù)器和一個六十進制計數(shù)器，然后經(jīng)過與非門、非門將兩個計數(shù)器級聯(lián)形成一個二十四進制電子時鐘。</p><p><b>　　3.2電路設(shè)計</b></p>&l

5、t;p>　　同步十進制加法計數(shù)器74160電路如圖2所示，此電路增加了預(yù)置數(shù)、保持和異步置零的功能。</p><p>　　圖2中LOAD′為預(yù)置數(shù)控制端,RCO為進位輸出端,CLR′為異步置零端，ENP和ENT為工作狀態(tài)控制端。CLK為脈沖控制端，QA、QB、QC、QD為輸出控制端。A，B，C，D為輸入端。（引腳說明）</p><p><b>　　圖2</b>&

6、lt;/p><p>　　74LS160的功能真值表</p><p>　?。ㄗⅲ篐─邏輯高電平 L─邏輯低電平 X─無關(guān)項）</p><p><b>　　十進制加法計數(shù)</b></p><p>　　圖3電路是用T 觸發(fā)器組成的同步十進制加法計數(shù)器。由圖可知，如果從0000開始記數(shù)，則直到輸入第九個脈沖為止。當輸入第九個脈沖

7、后電路進入1001狀態(tài)，這時QC′的低電平使門G1的輸出為0，而QA、QD的高電平使門G3的輸出為1，所以四個輸入控制端分別為T0=1、T1=0、T2=0、T3=1。因此第十個計數(shù)脈沖輸入后，F(xiàn)F1和FF2維持0狀態(tài)不變，F(xiàn)F0和FF3從1翻轉(zhuǎn)為0，故電路返回0000狀態(tài)。</p><p>　　圖3 同步十進制加法計數(shù)器</p><p>　　3.2.2 二十四進制計數(shù)器設(shè)計</p&

8、gt;<p>　　圖4 二十四進制計數(shù)器</p><p>　　如圖5所示是二十四進制計數(shù)器，即數(shù)顯上會顯示從00～23共計24個數(shù)字。它是由兩個同步十進制加法計數(shù)器組成的。當?shù)谝粋€脈沖來到時兩個數(shù)顯同步置零，顯示00狀態(tài)，即兩個同步十進制加法計數(shù)器的輸出分別為0000和0000，當?shù)诙€脈沖來到時個位脈沖作用下第一個同步十進制加法計數(shù)器的輸出變?yōu)?001，而第二個同步十進制加法計數(shù)器的工作狀態(tài)控制

9、端接的為低電平，所以不工作，繼續(xù)保持為0000狀態(tài)不變，當?shù)谝粋€同步十進制加法計數(shù)器輸入第九個脈沖后，RCO進位輸出端會置為1。</p><p>　　同時第二個同步十進制加法計數(shù)器的工作狀態(tài)控制端接的為高電平，所以開始工作，輸出由0000變?yōu)?001，然后保持至第一個同步十進制加法計數(shù)器的輸出再次變?yōu)?001。當?shù)谝粋€同步十進制加法計數(shù)器的輸出為0010，同時第二個同步十進制加法計數(shù)器的輸出為0011時，兩個同步

10、十進制加法計數(shù)器的預(yù)置數(shù)控制端被同時置為0，即兩個同步十進制加法計數(shù)器的輸出均變?yōu)?000，從而完成二十四進制計數(shù)。</p><p>　　3.2.3 六十進制計數(shù)器設(shè)計</p><p>　　如圖5所示是六十進制計數(shù)器，即數(shù)顯上會顯示從00～59共計60個數(shù)字。</p><p>　　圖5 六十進制計數(shù)器</p><p>　　它也是由兩個同步十

11、進制加法計數(shù)器組成的。當?shù)谝粋€脈沖來到時個數(shù)顯同步置零，顯示00狀態(tài)，即兩個同步十進制加法計數(shù)器的輸出分別為0000和0000，當?shù)诙€脈沖來到時個位脈沖作用下第一個同步十進制加法計數(shù)器的輸出變?yōu)?001，而第二個同步十進制加法計數(shù)器的工作狀態(tài)控制端接的為低電平，所以不工作，繼續(xù)保持為0000狀態(tài)不變，當?shù)谝粋€同步十進制加法計數(shù)器輸入第九個脈沖后，RCO進位輸出端置1，同時第二個同步十進制加法計數(shù)器的工作狀態(tài)控制端接的為高電平，所以開始

12、工作，輸出由0000變?yōu)?001，然后保持至第一個同步十進制加法計數(shù)器的輸出再次變?yōu)?001。當?shù)谝粋€同步十進制加法計數(shù)器的輸出為0101，同時第二個同步十進制加法計數(shù)器的輸出為1001時，兩個同步十進制加法計數(shù)器的預(yù)置數(shù)控制端被同時置為0，即兩個同步十進制加法計數(shù)器的輸出均變?yōu)?000，從而完成六十進制計數(shù)。</p><p>　　3.2.4二十四進制電子時鐘電路設(shè)計</p><p>　　

13、圖6所示為電子時鐘電路圖。它是由兩個六十進制計數(shù)器和一個二十四進制計數(shù)器組成的。本實驗用二十四進制計數(shù)器做為“時”位計數(shù)器，它的計數(shù)序列為00，01，02，…，23，00，…，也就是當計數(shù)器到23時59分59秒時，若在來一個秒脈沖，計數(shù)器就進到00時00分00秒。“分”位計數(shù)器和“秒”位計數(shù)器的序列分別為00，01，02，…，59，00，01，…，也就是當“秒”位計數(shù)器</p><p>　　圖6 二十四進制電子

14、時鐘電路總圖</p><p>　　到59秒時，若在來一個秒脈沖，“秒”位計數(shù)器就進到00，同樣，“分”位計數(shù)器如此。不過要強調(diào)的是當“秒”位計數(shù)器由59變?yōu)?0的同時“分”位計數(shù)器則會增加1，當“分”位計數(shù)器由59變?yōu)?0的同時“時”位計數(shù)器則會增加1。例如：當“秒”位計數(shù)器由59時，“分”位計數(shù)器為11，則當再來一個秒脈沖是“分”位計數(shù)器就回進到12，顯示為12分。同樣，當“分”位計數(shù)器由59時，“時”位計數(shù)器

15、為08，則當再來一個秒脈沖是“時”位計數(shù)器就回進到09，顯示為9時。</p><p>　　其控制電路詳見圖6。用“秒”位計數(shù)器的59來控制“分”位計數(shù)器的工作狀態(tài)控制端，即“秒”位計數(shù)器的兩個同步十進制加法計數(shù)器顯示分別為0101和100 1時，“分”位計數(shù)器的個位部分工作狀態(tài)控制端為高電平，若再來一個秒脈沖時，“秒”位計數(shù)器的兩個同步十進制加法計數(shù)器顯示分別為0000和0000，同時“分”位計數(shù)器的個位部分進1

16、，即顯示為1分。再用“秒”位計數(shù)器和“分”計數(shù)器的個位部分來控制“分”位計數(shù)器的十位部分的工作狀態(tài)控制端，即當“秒”位計數(shù)器顯示59同時“分”位計數(shù)器的個位顯示9時，若再來一個秒脈沖時，“分”位計數(shù)器的十位部分進1，即顯示為1時。當“秒”位計數(shù)器和“分”位計數(shù)器同時顯示59時“分”位計數(shù)器的個位部的預(yù)置數(shù)控制端被置為0。從而“秒”位計數(shù)器和“分”位計數(shù)器同時顯示00。</p><p>　　同樣，我用分別用“秒”位

17、計數(shù)器和“分”位計數(shù)器來控制“時”位計數(shù)器的個位部分工作狀態(tài)控制端，即當“秒”位計數(shù)器和“分”位計數(shù)器同時顯示59時，再來一個秒脈沖時，“秒”位計數(shù)器和“分”位計數(shù)器分別置0，同時“時”位計數(shù)器的個位部分進1，即顯示為1時。當“時”位計數(shù)器的個位部分顯示9且“秒”位計數(shù)器和“分”位計數(shù)器分別顯示59時，若再來一個秒脈沖時，“時”位計數(shù)器的十位部分進1，即顯示為10時。當當計數(shù)器到23時59分59秒時，若在來一個秒脈沖，計數(shù)器就進到00時

18、00分00秒。從而實現(xiàn)了時、分、秒電子時鐘的記時功能。</p><p>　　4系統(tǒng)調(diào)試與仿真結(jié)果</p><p>　　圖7 仿真結(jié)果顯示</p><p>　?。?）按照圖6組裝與調(diào)試電路，共同組成二十四進制電子時鐘。</p><p><b>　　（2）仿真結(jié)果</b></p><p>　　按下仿

19、真按鈕時，數(shù)字顯示器開始從0變化，當分位計數(shù)器的低位運行至9，再加一個脈沖，高位控制使能變?yōu)楦唠娖?，開始運行至1。依此當高位運行至5時，在進行1循環(huán)，時位計數(shù)器開始計數(shù)，分位至零，以此循環(huán)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]張學軍．趙春華等．Multisim9電子技術(shù)基礎(chǔ)仿真實驗[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．</