數字鐘課程設計---觸發(fā)器及應用

1、<p><b>　　數字鐘課程設計作業(yè)</b></p><p><b>　　目      錄</b></p><p>　　一、課程設計題目……………………………………1</p><p>　　二、課程設計的設計任務和基本要求………………1</p>

2、;<p>　　三、課程設計題目分析 ……………………………1</p><p>　　四、課程設計的電路設計部分 ……………………2</p><p>　　五、課程設計的電路原理圖…………………………6</p><p>　　六、課程設計過程中遇到的問題及其解決方法……7</p><p>　　七、課程設計的心得體會………………………

3、……7</p><p>　　八、課程設計中部分元器件的使用說明……………8</p><p>　　九、附錄………………………………………………10</p><p>　　十、參考文獻…………………………………………11</p><p>　　電子技術課程設計正文</p><p>　　一、課程設計題目: 數字鐘</p&g

4、t;<p>　　二、課程設計任務和基本要求:</p><p><b>　　☆ 設計任務</b></p><p>　　采用中規(guī)模集成電路設計一臺可以顯示時、分、秒的數字鐘。</p><p><b>　　☆ 基本要求</b></p><p>　　●能直接顯示時、分、秒的數字鐘，要求二十

5、四為一計數周期。</p><p>　　●當電路發(fā)生走時誤差時，要求電路具有校時功能。</p><p>　　●要求電路具有整點報時功能，報時聲響為四低一高，最后一響正好為整點。</p><p>　　●要求電路主要采用中規(guī)模集成電路。</p><p>　　●要求電源電壓+5伏— +10伏</p><p>　　三、課程設計

6、題目分析:</p><p><b>　　☆ 設計要點</b></p><p>　　●設計一個精確的秒脈沖信號產生電路</p><p>　　●設計60進制、24進制計數器</p><p><b>　　●設計譯碼顯示電路</b></p><p>　　●設計操作方面的校時電路&l

7、t;/p><p><b>　　●設計整點報時電路</b></p><p><b>　　☆ 工作原理</b></p><p>　　數字電子鐘由信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號產生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用555構成的振蕩器加分頻器來實現。將標準

8、秒脈沖信號送入“秒計數器”，該計數器采用60進制計數器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈灯鳌币膊捎?0進制計數器，每累計60分，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”。“時計數器”采用24進制計數器，可以實現一天24h的累計。譯碼顯示電路將“時、分、秒”計數器的輸出狀態(tài)經七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點報時電路是根據計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產生一個脈沖信號，然后

9、去觸發(fā)音頻發(fā)生器實現報時。校時電路是來對“時、分、秒”顯示數字進行校對調整。其數字電子鐘系統(tǒng)框圖如下:</p><p>　　數 字 電 子 鐘 系 統(tǒng) 框 圖</p><p>　　四、課程設計的電路設計部分:</p><p>　　☆ 秒脈沖信號發(fā)生器</p><p>　　秒脈沖信號發(fā)生器是數字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數字鐘的

10、質量。由振蕩器與分頻器組合產生秒脈沖信號。</p><p>　　● 振蕩器: 通常用555定時器與RC構成的多諧振蕩器，經過調整輸出1000Hz脈沖。</p><p>　　● 分頻器: 分頻器功能主要有兩個，一是產生標準秒脈沖信號，一是提供功能擴展電</p><p>　　路所需要的信號，選用三片74LS90進行級聯，因為每片為1/10分頻器，三片級聯好</

11、p><p>　　獲得1Hz標準秒脈沖。其電路圖如下：</p><p>　　秒 脈 沖 信 號 發(fā) 生 器</p><p>　　☆ 秒、分、時計時器電路設計</p><p>　　秒、分計數器為60進制計數器，小時計數器為24進制計數器。實現這兩種模數的計數器采用中規(guī)模集成計數器74LS90構成。</p><p>　　●

12、60進制計數器</p><p>　　由74LS90構成的60進制計數器，將一片74LS90設計成10進制加法計數器，另一片設置6進制加法計數器。兩片74LS90按反饋清零法串接而成。秒計數器的十位和個位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時還作為分計數器的輸入脈沖CP1。下圖電路即可作為秒計數器，也可作為分計數器。</p><p>　　60 進 制 計 數 器</p><p&

13、gt;　　● 24進制計數器</p><p>　　由74LS90構成的二十進制計數器，將一片74LS90設計成4進制加法計數器，另一片設置2進制加法計數器。既個位計數狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0100十位計數狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0010時，要求計數器歸零。通過把個位Qc、十位Qb相與后的信號送到個位、十位計數器的清零端，使計數器清零，從而構成24進制計數器。電路圖如下:</p>

14、<p>　　24 進 制 計 數 器</p><p><b>　　☆ 譯碼顯示電路</b></p><p>　　譯碼電路的功能是將秒、分、時計數器的輸出代碼進行翻譯，變成相應的數字。用與驅動LED七段數碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅動器，輸出高電平有效，專用于驅動LED七段共陰極顯示數碼管。若將秒、分、時計數器的

15、每位輸出分別送到相應七段譯嗎管的輸入端，便可以進行不同數字的顯示。在譯碼管輸出與數碼管之間串聯電阻R作為限流電阻。</p><p><b>　　譯碼顯示電路</b></p><p><b>　　☆ 校時電路</b></p><p>　　校時電路是數字鐘不可缺少的部分，每當數字鐘與實際時間不符時，需要根據標準時間進行校時。

16、K1、K2分別是時校正、分校正開關。不校正時，K1、K2開關是閉和的。當校正時位時，需要把K1開關打開，然后用手撥動K3開關，來回撥動一次，就能使時位增加1，根據需要去撥動開關的次數，校正完畢后把K1開關閉上。校正分位時和校正時位的方法一樣。其電路圖如下:</p><p><b>　　校 正 電 路</b></p><p><b>　　☆ 整點報時電路&l

17、t;/b></p><p>　　仿廣播電臺整點報時電路設計,每當數字鐘計時快到整點時發(fā)出響聲,四低一高并且以最后一聲高音結束的時刻為整點時刻。</p><p><b>　　整點報時電路</b></p><p>　　五、課程設計原理圖:</p><p>　　八、元器件使用說明:</p><p>

18、;　　⑴ 集成異步十進制計數器74LS90</p><p>　　集成異步十進制計數器74LS90它是二-五-十進制計數器，若將Qa與CPB相連從CPA輸入計數脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為8421碼十進制計數器；若將Qd與CPA相連，從CPB輸入計數脈沖其輸出Qd、Qc、Qb、Qa便成為5421碼十進制計數器。74LS90具有異步清零和異步置九功能。當R0全是高電平，R9至少有一個為低電平時，實現異步清

19、零。當R0至少有一個低電平，R9全是高電平時，實現異步置九。當R0、R9為低電平時，實現計數功能。</p><p>　　8421 BCD碼十進制 5421 BCD碼十進制</p><p>　　74LS90功能表如下:</p><p><b>　　⑵ 555定時器</b></p><p>　　振蕩器

20、由555定時器構成。在555定時器的外部接適當的電阻和電容元件構成多諧振蕩器，再選擇元件參數使其發(fā)出標準秒信號。555定時器的功能主要由上、下兩個比較器Ｃ1、Ｃ2的工作狀況決定。比較器的參考電壓由分壓器提供,在電源與地端之間加上ＶＣＣ電壓,且控制端ＶＭ懸空,則上比較器Ｃ1的反相端“-”加上的參考電壓為2/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2的同相端“+”加上的參考電壓為1/3ＶＣＣ。若觸發(fā)端 Ｓ的輸入電壓Ｖ2≤1/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2輸出為“1”電

21、平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“1”,從而使整個555電路輸出為“1”;若閾值端Ｒ的輸入電壓Ｖ6≥2/3ＶＣＣ,上比較器Ｃ1輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｒ輸入端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“0”,從而使整個555電路輸出為“0”?？刂齐妷憾耍郑屯饧与妷嚎筛淖儍蓚€比較器的參考電壓,不用時,通常將它通過電容(0.01μＦ左右)接地。放電管Ｔ1的輸出端Ｑ′為集電極開路輸出,其集電極最大電流可達50ｍＡ,

22、因此,具有較大的帶灌電流負載能力。若復位端 ＲＤ加低電平或接地,可使電路強制復位,不管555電路原處于什么狀態(tài),均</p><p><b>　　九、附錄:</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　元器件說明:</b></p><p>

23、　　在清單中所列的元器件均為實驗室中有的，與我所設計的電路圖中所用元器件功能相同并且管腳相同，可以用74LS00替換7400、74LS04替換7404、74LS08替換7408、74LS21替換7421、74LS86替換7486、74LS90替換7490。 十、參考文獻

24、:</p><p>　　《數字電子技術》 黃河水利出版社</p><p>　　《模擬電子技術》 人民郵電出版社</p><p>　　《電子線路設計指導》 北京航空航天出版社</p><p>　　《數字電路實驗與課程設計》 哈爾濱工程大學出版社</p><p>