數(shù)電課程設(shè)計報告(數(shù)字鐘的設(shè)計).doc

數(shù)電課程設(shè)計報告

設(shè)計背景與要求

設(shè)計要求

系統(tǒng)概述

2.1設(shè)計思想與方案選擇

2.2各功能塊的組成

2.3工作原理

第三章 單元電路設(shè)計與分析

3.1各單元電路的選擇

3.2設(shè)計及工作原理分析

第四章 電路的組構(gòu)與調(diào)試

4.1遇到的主要問題

4.2現(xiàn)象記錄及原因分析

4.3解決措施及效果

4.4功能的測試方法，步驟，記錄的數(shù)據(jù)

第五章 結(jié)束語

5.1對設(shè)計題目的結(jié)論性意見及進一步改進的意向說明

5.2總結(jié)設(shè)計的收獲與體會

附圖(電路總圖及各個模塊詳圖)

參考文獻

第一章 設(shè)計背景與要求

一．設(shè)計背景與要求

在公共場所，例如車站、碼頭，準(zhǔn)確的時間顯得特別重要，否則很有可能給外出辦事即旅行袋來麻煩。數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確度和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時序電路。

設(shè)計一個簡易數(shù)字鐘，具有整點報時和校時功能。

(1)以四位LED數(shù)碼管顯示時、分，時為二十四進制。

(2)時、分顯示數(shù)字之間以小數(shù)點間隔，小數(shù)點以1Hz頻率、50%占空比的亮、滅規(guī)律表示秒計時。

(3)整點報時采用蜂鳴器實現(xiàn)。每當(dāng)整點前控制蜂鳴器以低頻鳴響4次，響1s、停1s，直到整點前一秒以高頻響1s，整點時結(jié)束。

(4)才用兩個按鍵分別控制“校時”或“校分”。按下校時鍵時，是顯示值以0~23循環(huán)變化；按下“校分”鍵時，分顯示值以0~59循環(huán)變化，但時顯示值不能變化。

二．設(shè)計要求

電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程，加強工程訓(xùn)練，特別是技能的培養(yǎng)，對于培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學(xué)中，課程設(shè)計是一個重要的實踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計、組裝、調(diào)試和編寫總結(jié)報告等實踐內(nèi)容。通過本次簡易數(shù)字鐘的設(shè)計，初步掌握電子線路的設(shè)計、組裝及調(diào)試方法。即根據(jù)設(shè)計要求，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實踐活動，使電路達到性能要求。

第二章 系統(tǒng)概述

2.1設(shè)計思想與方案選擇

方案一 ，利用數(shù)字電路中學(xué)習(xí)的六十進制和二十四進制計數(shù)器和三八譯碼器來實現(xiàn)數(shù)字中的時間顯示。

方案二，利用AT89S51單片機和74HC573八位鎖存器以及利用C語言對AT89S51進行編程來實現(xiàn)數(shù)字鐘的時間顯示。

由于方案一通過數(shù)電的學(xué)習(xí)我們都比較熟悉，而方案二比較復(fù)雜，涉及到比較多我們沒學(xué)過的內(nèi)容，所以選擇方案一來實施。

簡易數(shù)字鐘電路主體部分是三個計數(shù)器，秒、分計數(shù)器采用六十進制計數(shù)器，而時計數(shù)器采用二十四進制計數(shù)器，其中分、時計數(shù)器的計數(shù)脈沖由

校正按鍵控制選擇秒、分計數(shù)器的溢出信號或校正10Hz計數(shù)信號。計數(shù)器的輸出通過七段譯碼后顯示，同時通過數(shù)值判斷電路控制蜂鳴器報時。

2.2各功能塊的組成

分頻模塊，60進制計數(shù)器模塊，24進制計數(shù)器模塊，4位顯示譯碼模塊，正點報時電路模塊，脈沖按鍵消抖動處理模塊

2.3工作原理

一．簡易數(shù)字鐘的基本工作原理是對1Hz標(biāo)準(zhǔn)頻率(秒脈沖)進行計數(shù)。當(dāng)秒脈沖個數(shù)累計滿60后產(chǎn)生一個分計數(shù)脈沖，而分計數(shù)脈沖累計滿60后產(chǎn)生一個時計數(shù)脈沖，電路主要由3個計數(shù)器構(gòu)成，秒計數(shù)和分計數(shù)為六十進制，時計數(shù)為二十四進制。將FPGA開發(fā)裝置上的基準(zhǔn)時鐘OSC作為輸入信號通過設(shè)計好的分頻器分成1Hz~10MHz8個10倍頻脈沖信號。1Hz的脈沖作為秒計數(shù)器的輸入，這樣實現(xiàn)了一個基本的計時裝置。通過4位顯示譯碼模塊，可以顯示出時間。時間的顯示范圍為00時00分~23時59分。

二．當(dāng)需要調(diào)整時間時，可使用數(shù)字鐘的時校正和分校正進行調(diào)整，數(shù)字鐘中時、分計數(shù)器都有兩個計數(shù)脈沖信號源，正常工作狀態(tài)時分別為時脈沖和分脈沖；校正狀態(tài)時都為5~10Hz的校正脈沖。這兩種狀態(tài)的切換由脈沖按鍵控制選擇器的S端來實現(xiàn)。為了更準(zhǔn)確的設(shè)定時間，需要對脈沖按鍵進消抖動處理。

三．電路在整點前10 秒鐘內(nèi)開始控制蜂鳴器報時，可采用數(shù)字比較器或邏輯門判斷分、秒計數(shù)器的狀態(tài)碼值，以不同頻率的脈沖控制蜂鳴器的鳴響。

第三章 單元電路設(shè)計與分析

3.1各單元電路的選擇

(1)分頻模塊，設(shè)計一個8級倍率為10 的分頻電路，輸出頻率分別為1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8組占空比為50%的脈沖信號。

(2)60進制計數(shù)器模塊，采用兩片74161級聯(lián)。

(3)24進制計數(shù)器模塊，采用兩片74161級聯(lián)。

(4)4位顯示譯碼模塊，由分頻器，計數(shù)器，數(shù)據(jù)選擇器，七段顯示譯碼，3-8線譯碼器構(gòu)成一個4位LED數(shù)碼顯示動態(tài)掃描控制電路。其中4位計數(shù)器用7416

總結(jié)

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