- 1、本文档共14页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
课 程 设 计
课程名称___数字电子技术课程设计 __
题目名称___多功能数字钟的电路设计_
学生学院___物理与光电工程学院___
专业班级___08光信息与科学技术2班_
学 号___3108009486_________
学生姓名___伍国章_____________
指导教师___黄老师___________
2010 年 06 月 9 日
一、设计题目
多功能数字钟的电路设计
数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。钟表的数字化在提高报时精度的同时,也大大扩展了它的功能,诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1)掌握数字钟的设计、组装与调试方法。
2)熟悉集成电路的使用方法。
二、 设计任务与要求
1)时钟显示功能,能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。
2)具有校准时、分的功能。
3)整点自动报时,在整点时,便自动发出鸣叫声,时长1s。
选做:
1)闹钟功能,可按设定的时间闹时。
2)日历显示功能。将时间的显示增加“年”、“月”、“日”。
三、 原理电路
一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码,并通过显示器显示时间。
振荡器单元电路设计
方案一:晶体振荡器电路
晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。
一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类,一类是用TTL门电路构成;另一类是通过CMOS非门构成的电路,如图1.2所示,从图上可以看出其结构非常简单。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路,如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。
图1.2 CMOS晶体振荡器(仿真电路)
图1.2所示电路中,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。
方案二:555定时器与RC组成的多谐振荡器
如果精度要求不高可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。设振荡频率f0=103Hz,电路参数如图
555多谐振荡器原理电路及工作波形
本设计采用方案一,单元电路连接、各参数及产生的波形如下图所示:
2、分频器单元电路设计
通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。
通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(),即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。常用的2进制计数器有74HC393等。
方案一:
可选用14级二进制串行计数/分频器CD4060得到精确频率。
CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768Hz的信号分频为2Hz。欲得到1秒信号,还需要加入分频电路。
图2 秒脉冲产生电路
方案二:利用计数器级联
选用三片74LS90进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好
获得1Hz标准秒脉冲。其电路图如下:
由于CD4060在MULTISIM中仿真不了,所以本设计采用三片74HC161和一片74HC160IC级联,构成2^15分频器。单元电路连接如下图所示:
3、计数器单元电路设计
时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。
时计数单元一般为12进制计数器或24进制计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码。
可用于计数的芯片很多,比如可预置的 4 位二进制同步计数器
24进制计数器
由74ls160构成的二十四进制计数器,将一片74ls160设计成四进制加法计数器,另一片设置二进制加法计数器。即个位计数状态为Qd Qc Qb Qa = 0100十位计数状态为Qd Qc Qb Qa = 0010时,要求计数器归零。通过把个位Qc、十位Qb相与后的信号送到个位、十位计数器的清零端,使计数器清零,从而构成24进制计数器。电路图如下:
4、译码驱动及显示单元电路设
文档评论(0)