位十进制计数显示电路样本.docVIP

五 邑 大 学 课程设计说明书 课程设计题目：1位十进制计数显示电路 院 系 专 业 学 号 学生姓名 指导教师 刘战 讲师 完成日期 2009年12月28日 一、设计目的 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。1位十进制计数显示电路是数字钟的基本组成电路。 因此，我们此次设计与制做1位十进制计数显示电路就是为了了解数字钟的原理，而且通过1位十进制计数显示电路的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 二、设计要求 （1）设计计划 制作出能切实可行的实物 16周开始至19周结束 19周课程设计答辩(交作品与设计报告) 注重结果同时更注重过程 （2）设计要求 画出电路原理图（或仿真电路图）； 元器件及参数选择； 电路仿真与调试； （3）制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 （4）编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 三、原理框图 1．1位十进制计数显示电路 1位十进制计数显示电路是一个对标准频率进行计数的计数电路。由多谐振荡电路、74160计数器、7448七段显示译码器构成。 原理框图自己用画图工具画，不许相同！否则算舞弊！ 1位十进制计数显示电路组成框图 2．多谐振荡电路 多谐振荡电路给数字钟提供一个频率稳定准确的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。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，本次设计采用了后一种。如下图所示，由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Ｒ１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。 CMOS 晶体振荡器（仿真电路） 本设计采用的是555定时器连接的施密特触发器构成的多谐振荡电路 2.1 555定时器 （1）电路结构 由电压比较器（C1,C2）、触发器、输出缓冲器（G3,G4）、OC输出的三极管（TD）组成 555定时器 （2）原理分析 v11VR1、vI2VR2时，则vC1=0、vC2=1，Q=0，TD导通，vO =0。 vI1VR1、vI2VR2时，则vC1=1、vC2=1，Q保持，TD、vO 维持不变。 vI1VR1、vI2VR2时，则vC1=1、vC2=0，Q=1，TD截止，vO 高。 vI1VR1、vI2VR2时，则vC1=0、vC2=0，Q=Q’=1，TD截止，vO 高。 （3）功能表 输 入 输 出 0 X X 0 导通 1 0 导通 1 不变 不变 1 1 截止 1 1 截止 （4）用555接成多谐触发器 用555接成多谐触发器框图 （5）多谐触发器功能表 输 入 输 出 0 X X 0 导通 1 0 导通 1 不变 不变 1 1 截止 1 1 截止 3．计数器电路 计数器记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。计数器按时钟方式可分为同步、异步计数器，按进位制：分为模二、模十和任意模计数器，按逻辑功能：分为加法、减法和可逆计数器，按计数容量分，十进制，六十进制，按集成度，分为小规模与中规模集成计数器 一般采用10进制计数器如74HC290、74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。本次设计中选择74160计数器。其内部结构逻辑由如下图可知。 74160计数器结构逻辑框图 功能表 工作状态 X 0 X X X 置 0（异步） 1 0 X X 预置数（同步） X 1 1