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多功能数字钟—数电课程设计报告.doc

多功能数字钟—数电课程设计报告

mao云灰
2018-12-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《多功能数字钟—数电课程设计报告doc》,可适用于领域

多功能数字钟数电课程设计报告赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名:陈雪平班级:电子信息工程班学号:时间:年月日多功能数字钟设计任务与要求产生HZ的脉冲能显示时分秒小时进制可手动校正:能分别进行分、时的校正。只要将开关置于手动位置。可分别对分、时进行连续脉冲输入调整整点报时。系统原理框图由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准秒计数器满向分计数器进位分计数器满向小时计数器进位小时计数器按“翻”规律计数计数器经译码器送到显示器计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒可发挥部分:使数字钟具有可整点报时与定时闹钟的功能。数字钟的结构框图如图所示时显示器分显示器秒显示器定时控制时译码器分译码器秒译码器仿电台报时时计数器分计数器秒计数器整点报时扩展部分校时电路主体部分振荡器分频器图数字钟的结构框图设计方案与论证时间脉冲产生电路方案一:由集成电路定时器与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。与RC振荡电路如图所示图与RC组成的多谐振荡器图方案二:振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。石英晶体振荡电路如图所示图石英晶体振荡器图方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器门电路组成的振荡电路如图所示图门电路组成的多谐振荡器图用组成的脉冲产生电路:R=kΩR=kΩC=μF则所产生的脉冲的为:f=(R*R)CLn=Hz,而设计要求为Hz,在精度要求不是很高的时候可以使用。石英晶体振荡电路:采用的晶体振荡电路,其频率为Hz,然后再经过分频电路可得到标准的Hz的脉冲输出R的阻值,对于TTL门电路通常在,KΩ之间对于CMOS门则常在,MΩ之间。由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关而且还取决于门电路的阈值电压V由于V容易受到温度、电源电压及干扰的影响THTH因此频率稳定性较差只能用于对频率稳定性要求不高的场合。综上分析选择方案一与RC组成的振荡电路较简单易调节成本较低校时电路数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单采用加速校时。对校时电路的要求是:在小时校正时不影响分和秒的正常计数。在分校正时不影响秒和小时的正常计数。方案一:当刚接通电源或时钟走时出现误差时都需要进行时间的校准。校时是数字钟应具有的基本功能一般电子钟都有时、分、秒校时功能。为使电路简单这里只进行分和小时的校准。校时可采用快校时和慢校时两种方式。校时脉冲采用秒脉冲则为快校时如果校时脉冲由单次脉冲产生器提供则为慢校时。图中C、C用于消除抖动。至时个位至分个位计数器计数器分十位进位校时秒十位进位脉冲脉冲脉冲CSCSK,K,VC=C=,F图方案一校时电路方案二:通常校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端校正好后再转入正常计时状态即可。根据要求数字钟应具有分校正和时校正功能因此应截断分个位和时个位的直接计数通路并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。图所示为所设计的校时电路。图方案二校正电路图方案三:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成基本RS触发器的功能是产生单脉冲主要作用是起防抖动作用。未拨动开关K时“与非”门G的一个输入端接地基本RS触发器处于“”状态这是数字钟正常工作“分”进位脉冲能进入“分”计数器。拨动开关K时“与非”门G的一个输入端接地于是基本RS触发器转为“”状态。秒状态可以直接进入“分”计数器而“分”进位脉冲被阻止进入因而能较快地校准分计数器的计数值。校准后将校正开关恢复原位数字钟继续进行正常计时工作。电路图如图所示:图方案三校正电路时电路仅由个单刀双掷开关所构成方案四:校综上分析选择方案四用开关组成的校时电路较简单易调节成本低电路图及设计文件工作原理电路总原理如图所示图多功能数字钟的总原理图电路设计基于NE的秒方波发生器的设计用NE芯片以及外围电路搭建成一个多谐振荡器通过设计外围电路的参数输出方波频率为Hz故称为秒方波发生器。由于脉冲的占空比对系统的影响不大故把占空比设计为。输出方波用作计数器及D触发器的clk信号。NE定时器引脚图如图所示脉冲频率公式:f=,(RR)C选择R=KR=KRV=KC=μF形成电路图如图所示:图NE的引脚图VCCRkΩRkΩVCCAKey=ARSTOUTDISTHRRTRIkΩCONCGNDnFCuFVIRTUAL图秒脉冲发生器基于ls的进制计数器的设计图ls的引脚图表ls的功能表图采用同步置数法设计进制计数器图采用同步置数法设计进制计数器译码驱动及显示单元电路译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译变成相应的数字。用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有LS。LS是BCD段译码器驱动器其输出是OC门输出且低电平有效专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。如图所示。若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端便可进行不同数字的显示。图译码及驱动显示电路图整点报时电路仿电台正点报时电路的功能要求是:每当数字钟计时快要到正点时发出声响。但为了简单用发光二极管替代喇叭到分钟显示到分时二极管就会亮。校时电路当刚接通电源或时钟走时出现误差时都需要进行时间的校准。校时是数字钟应具有的基本功能一般电子钟都有时、分、秒校时功能。为使电路简单这里只进行分和小时的校准。测试方法与数据测试步骤如下:用示波器检测脉冲信号发生器部分看其输出的秒脉冲信号的波形、频率和周期等是否符合要求必须确保秒脉冲信号的频率准确(F,HZ)这关系整个数字钟的准确性。分别将时、分、秒计数器的脉冲信号输入端调至较时脉冲检查各计数器是否按所要求的进制形式进行显示是否正常。同时看较时电路是否达到较时的目的。时、分、秒计数器接回计时脉冲看总体工作是否正常。测试数据显示::图仿真结果图元件清单元件清单如表所示器件型号用途介绍数量LS译码器BS数码显示器LS十进制计数器LS反相器LS输入与非门NE定时器CAPU电容LED发光二级管(红)ResisterK欧姆电阻PotK电位器u电容Switch开关表元件清单表结果分析与设计体会结果基本符合要求实现了相关功能能正常显示时间。通过这次课程设计让我感觉整体规划很重要同时必须要有足够的耐心脚踏实地一点一点的完成。在拿到课程设计题目的时候第一步要根据设计要求思考原理以及实现方案。第二步要根据自己所选定的方案确定选用那些元器件然后查阅相应芯片的资料掌握其引脚分布以及用法。第三部将整体的设计分成各个子模块然后一个模块一个模块的进行设计最后将各个子模块整合在一起进行整体仿真。整个仿真过程中必须仔细认真而且要有足够的耐心不厌其烦的进行测量校正修改。直到得到预想的结果。焊接过程中要严格根据自己的仿真图逐层逐步的进行防止出现漏焊或者焊接混乱的现象发生。第一步要对整体的布局做规划不仅要美观更要方便焊接。第二步焊接过程中必须小心谨慎在讲求美观的同时更要保证焊接点可靠。第三步便是调试过程了调试过程中出现的问题要从原理分析找出问题的大概位置然后对电路连接进行仔细检查。通过本次课程设计通过借助网络搜集,查阅相关资料巩固了所学知识。从中提高了自己的实践能力。参考文献阎石数字电子技术基础(第五版)M北京:高等教育出版社,(年重印)彭介华电子技术课程设计指导M北京:高等教育出版社(年重印)王港元电子电工实践指导M南昌:江西科学技术出版社谢自美电子线路设计•实验•测试M武汉:华中科技大学出版社童诗白华成英模拟电子技术基础(第五版)M北京:高等教育出版社。物理与电子信息学院数字电路课程设计成绩评定表专业:电子信息工程班级:本学号:姓名:陈雪平课题名称多功能数字钟产生HZ的脉冲设计能显示时分秒小时进制任可手动校正:能分别进行分、时的校正务与整点报时。要求评分标准:设有合理的方案设计和论证、单元电路和总原理图电路分析、电路参数的计算和清单。计(分)报告电路板制作、调试规范有详细制作和调试过程。(分)成电路板测试合理性能指标测试数据完整正确进行数据处理规范电路功能演绩示正确、醒目、直观。(分)对课程设计进行了总结有体会并能提出设计的改进、建设性意见。(分)格式规范程度包括论文段落、标号、字体、图形绘制、参考文献等。(分)设计报告成绩:评分标准:电子电路正确能完成设计要求提出的基本功能。(分)作电路板焊接工艺规范焊点均匀布局合理。(分)品成电子作品成绩:绩课总成绩:程设指导教师:杨汉祥计成年月日绩

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