数字钟的设计解读.ppt

数字钟的设计 74LS00引脚图 A1 A2 B2 A3 A4 B4 B1 B3 Y3 Y4 Y1 Y2 GND VCC 74LS00 四—2输入与非门 74LS08引脚图 A1 A2 B2 A3 A4 B4 B1 B3 Y3 Y4 Y1 Y2 GND VCC 74LS08 四—2输入与门 A1 A2 B2 A3 A4 B4 B1 B3 Y3 Y4 Y1 Y2 GND VCC 74LS32 四—2输入或门 A1 A2 B2 A3 A4 B4 B1 B3 Y3 Y4 Y1 Y2 GND VCC 74LS02 四—2输入或非门 A1 C1 D1 B2 D2 C2 B1 A2 Y2 空 空 Y1 GND VCC 74LS20 ﹠ A B Y D C 二— 4输入与非门 基础部 数字钟的设计 一、课程目标 1、通过实训学会数字系统的设计方法； 2、通过实训学习元器件的选择及集成电路手册查询方法； 3、通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 4、熟悉数字实验箱的使用方法。 数字钟的设计 二、设计任务 设计一个可以显示时、分、秒的数字钟。 要求： 1、24小时为一个计数周期； 2、具有整点报时功能； 3、主要采用中小规模集成电路完成设计； 4、电源电压+5V。 三、电子产品设计主要内容 电子产品设计一般应包含系统功能设计、可靠性设计和产品化设计三个主要部分。我们着重突出系统功能设计。 数字钟的设计 四、电路设计的一般方法 1、根据提出的问题，分析论证，找出其在技术上的可行性，写出论证报告； 2、明确设计任务和要求，选择总体设计方案； 3、单元电路设计； 4、总体电路设计； 5 、用实验的方法完成电路的功能； 6 、撰写实验报告。 数字钟的设计 五、数字系统的设计步骤 数字系统通常是指能完成比较复杂逻辑功能的若干数字电路的集合。数字系统由信息处理电路和信息控制电路两部分构成。信息处理电路主要完成信息的采集、传输、处理等工作；控制电路的作用主要是协调和管理各信息处理单元电路的工作，定时发出控制信号，使各部分电路协调一致的完成系统规定的任务。设计步骤如下： 1、分析、确定系统功能 系统设计首先要做的是必须仔细分析设计要求，明确系统的任务，所要达到的技术性能、精度指标等等。 2、确定系统方案 明确系统技术性能以后，应考虑如何实现这些系统功能，即采用哪种电路来完成它，对于功能比较简单的系统可采用中、小规模集成电路构成，即为纯硬件电路。对于功能复杂的系统可考虑微控制器辅助实现。 3、设计系统方框图 系统方案确定之后，可以把构成系统的各单元模块及控制关系用方框图表示出来。 4、逻辑功能划分 根据系统的方框图和工作情况，将系统划分为信息处理和控制电路两部分。 5、信息处理电路的设计 根据信息处理电路的功能要求，将其分成若干功能模块，然后根据功能模块的类型，即组合电路类型和时序电路类型，分别进行各功能模块的设计，经设计和测试，肯定其性能合符设计要求，且无竞争冒险。然后转入控制电路设计。 6、控制电路设计 控制电路是整个数字系统的核心，它根据外部输入信号及由受其控制的信息处理电路来的状态信号，产生对受控电路的控制信号，有时也产生外部输出信号。小型数字系统常用的控制电路有如下三种： （1）移位型控制器 由移位寄存器或具有延时特性的触发器组成控制电路。 数字钟的设计 （2）计数型控制器 由计数器构成控制电路，计数器对时钟脉冲计数，计数值直接与时间相关，在特定的计数值通过译码器输出控制信号。 （3）微控制器 70年代末发展起来的，以大规模集成技术为依据，以计算机为核心的一类新型控制器，它往往把信息处理和控制部分溶为一体。 数字钟的设计 7、系统电路的综合和优化 在信息处理的各功能模块和控制电路达到预期要求后，即可把上述各部分予以综合和优化，以构成系统电路，此时应注意以下问题： （1）电路化简 系统电路构成以后，应审查一下总的逻辑关系，检查是否还有化简的可能（特别是组合逻辑部分），尽量减少集成电路的数量。 数字钟的设计 （2）器件间或电路间的电平配合 系统内最好采用同一类型器件。当采用不同类型器件时注意处理相互间的电平配合。不同电源电压的数字电路之间、模拟与数字电路之间更需要注意电平配合。 （3）空闲端的处理 尽管标准TTL和LSTTL输入端悬空相当于高电平，但考虑到悬空输入端易引入干扰信号，故各种门、触发器、计数器等的未用空闲端，不论是TTL还是CMOS器件，都应妥善的接至某一固定电平或并联使用。 数字钟的设计 （4）输入端外接电阻的影响 对于TTL器件，输入端外接的上拉电阻在保证