数字电子技术课程设计-- 数字电子钟设计.doc

成绩 课程设计报告 题 目 数字电子钟设计 课 程 名 称 数字电子技术课程设计 院 部 名 称 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 C105 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树 金陵科技学院教务处制 目录 绪论 1.1相关背景知识 数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用、逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、 集成芯片各脚功能。555定时器等。 随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。 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。此次设计与制作数字电子钟的目的是让学生在了解数字钟的原理的前提下，运用刚刚学过的数电知识设计并制作数字钟，而且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路，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，从而实现理论与实践相结合。 1.2课程设计条件 1.3课程设计目的 1.4课程设计的要求 1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 2.小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。 3.具有快速校准时、分的功能。 数字电子钟的基本原理 2.1原理框图 2.2整体电路图 2.3基本原理 它由555集成芯片构成的振荡电路、计数器、编码器、译码显示器和校时电路组成。其中秒发生器电路、校时电路、二部分尤为重要。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，然后由秒发生器电路产生周期为一秒的方波，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。正常计时时，由秒发生器电路触发计数电路计数。当数码管显示时间与标准时间有偏差时，打开校时电路，进行调节。 三、所用元器件 元件名称 型号 数量 555定时器 NE555 1 电容 10nF 100uF 1 与非门 74LS0D 6 非门 74LS04D 5 或门 74LS32D 计数器 数码管 SEVEN_SEG_COM_K 6 显示译码器 CD4511 6 2 4.7k 1 单元电路设计 4.1秒脉冲发生器 4.1.1 555定时器基本原理： 555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。555定时器的内部电路由分压器、电压比较器、简单RS触发器、放电三极管以及缓冲器组成。 4.1.2 555定时器功能表为： 4.1.3 555定时器组成的基本原理框图：： 仿真图： 计算公式: 4.2秒、分、时计数器 4.2.1 仿真图： 4.2.2计数器： 时间计数电路由 本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器。本段由CD4511七段码显示译码器和七段码数码管组成。 仿真图: 4.4校时电路 4.4.1 原理框图： 4.2.2校时方法： “秒”校时采用等待校时法。正常工作时，将开关S1拨向VDD位置，不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时，将S1拨向接地位置，封闭与门G1，暂停秒计时。标准时间一到，立即将S1拨回VDD位置，开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时，S2和S3接地，封闭与门G3或G5，不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时，将S2、S3拨向VDD位置，秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器，让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准时、分一到，立即将S2、S3拨回接地位置，封锁秒脉冲信号，开放或门