[试题]数字电路课程设计-数字电子钟

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1、辽宁工业大学数字电子技术基础课程设计（论文）题目:数字电子钳院（系）:专业班级:学号:学生姓名:指导教师:起止时间:电子与信息工程学院电子092090404031罗哲关维国（签字）2011」2.12—2011」2.23课程设计（论文）任务及评语院（系人电子与信息工程学院教研室：电子信息工程哲罗近口程题钟子电字数课程设计(论文)任务-1103计分境确本0设计^1的设—{{设1环2成案3设4/出进度计划XI/.大t^Hlz2设天0(的2析、、、、>、123456指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：学生签字：总成

2、绩：指导教师签字：年月日摘要实现电子钟的方法有很多，如用单片机或纯数字电路实现。本文主要讲述电子钟的纯数字电路设计，即不包含软件部分。而单纯的硕件电路对于初学者掌握最基本的电学原理是有着重要作用的。本文主要包含脉冲发生电路设计、计数器设计和控制电路设计三部分。产生脉冲的方式本文将介绍三种，这三种方法各有千秋，有的易于实现，有的稳定性能很好。脉冲发生在这个设计中主要有两个作用，一个是作为时基信号，另一个是在整点报时的时候驱动扬声器发生。在计数器部分，本文采用了异步计数的方式，并阐述了不使用同步法计数的主要原因。实现数

3、字电子钟需要使用六片4位二级制计数器分别组成十进制，六进制，和二十四进制的计数器。数字电子钟的校对功能同样重要，本文给出了通过手动开关和数字（电路）控制开关来实现校对功能的方法。即对计数器而言，既可以通过改变时钟信号来校准,也可以通过读取预置数来校准。本文也包含了显示电路单元的设计，以及实物的制作等内容。本文最终的实现方案可行性将在第五章中详加叙述。同时将说明在设计方面存在的不足以及改进的方法。目录第1章绪论1第2章脉冲发生电路的设计22.1方案一：555定时器外接RC元件构成多谐振荡电路...22.2方案二：用C

4、D4060外接晶振的振荡电路22.3方案三：用双三极管组成的振荡电路3第3章计数器设计53.1异步电路实现方法53.2同步电路实现方法7第4章控制电路设计104.1校准功能的实现104.2LED显示电路114.3整点报吋功能的实现12第5章实际电路的制作和调试135.1秒脉冲和分脉冲模块135.2吋、分计数及显示模块145.3电源和扬声器模块14第6章课程设计总结15参考文献16附录1整体电路图17附录2器件清单18第1章绪论实现电子钟的方法有很多，如用单片机或纯数字电路实现。本文主要讲述电子钟的纯数字电路设计，即

5、不包含软件部分。虽然在软件与硬件的界限逐渐不甚清晰的今天，纯硬件电路的应用已愈来愈少，但单纯的硬件电路对于初学者掌握最基本的电学原理仍有重要作用。也可以说，搞好硕件电路的设计与开发，是软件编程的基础。木文主要分三部分来阐述数字电子钟的设计。即吋钟发生器的设计，计数器设计和控制电路的设计。其中，时钟发生器的原理较为简单，木文介绍了三种实现方法，分別是“555定吋器外接RC元件构成多谐振荡电路”、“用CD4060外接晶振的振荡电路”、“用双三极管组成的振荡电路”。后者较为复杂。主要体现在各片计数器之间的关系上。由于同步

6、法实现起來有诸多问题，所以第三章木文将主要介绍界步的实现方法。第四章的控制电路的设计主要通过74161芯片读取预置数的功能来实现。设计数字电了钟，计数器是核心环节，主要通过计数器芯片和与非门电路等互和搭配来实现。第三章和第四章的介绍仅限于理论的分析，对其实际操作的环节将在第五章中着重介绍。其重点在于是同步控制还是异步控制，是利用读数清零，还是令其强制清零。同时，由于可以实现的计数器有很多。但不同的芯片其功能有不尽形同，在设计的时候，要求设计者要能区分这其屮细微的差别。第2章脉冲发生电路的设计2.1方案一：555定时

7、器外接RC元件构成多谐振荡电路555定时器是一种常见的时钟发生电路。它具冇屯路结构简单，使用的外围元件少等特点。rtl555定时器构成的多谐振荡器rh电阻Rl、R2,电容C以及旁路电容Cp等组成。其输出频率：f=J(/?l+2/?2)Cln2当f=lHz吋，若选C为1UF的电解电容，取ln2=0.69,得Rl+2R2=1449・275kQ。令R1=1MQ,R2=449.275kQ。若R2用220k+220k+6.8k+10k//3.3k的形式替换，可得到周期为1.00000403s的脉冲。图2-1555多谐振荡电路

8、2.2方案二：用CD4060外接晶振的振荡电路本电路主要由14位二进制串行计数器CD4060和JK触发器CD4027组成。14位二进制计数器CD4060内部含有一个由非门电路组成的振荡器，在CD4060的10、11脚Z间接上一个32.768kHz的晶体，就可以构成一个振荡器，其输出脉冲经过施密特整形电路整形后送入内部进行计数、分频，经214=16384分频，