《数字电子技术》课程设计报告 数字钟的设计与制作报告

《《数字电子技术》课程设计报告 数字钟的设计与制作报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、安徽科技学院《数字电子技术》课程设计报告《数字电子技术》课程设计报告数字钟的设计与制作设计要求：1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2、小时为24进制，分与秒的计时要求为60进制；3、具有校时功能；4、整点报时。姓名：学号：专业：网络工程班级：成绩：评阅人：安徽科技学院理学院10第页安徽科技学院《数字电子技术》课程设计报告数字钟的设计与制作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

2、字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。因此，我们此次通过设计与制作数字钟，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟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。一、设计要求（一）设计指标1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；2、小时为24进制，分与秒的计时要求为60进制；3、具有校时功能；4、整点报时。（二）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图）；2、元器件及参数选择；3、电路仿真与调试

3、；（三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。（四）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。二、原理框图1．数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图1数字钟组成框图10第页安徽科技学院《数字电子技术》课程设计报告2．晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，

4、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。如图2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

5、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。图2CMOS晶体振荡器（仿真电路）3．时间记数电路图374HC390逻辑框图一般采用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74HC390。由其内部逻辑框图可知，其为双2-5-10异步计数器，并每一计数器均有一个异步清零端（高电平有效）。秒个位计数单元为１０进制计数器，无需进制转换，只需将ＱＡ与ＣＰＢ（下降沿有效）相连即可。ＣＰＡ（下降没效

6、）与１ＨZ秒输入信号相连，Ｑ３可作为向上的进位信号与十位计数单元的ＣＰＡ相连。秒十位计数单元为６进制计数器，需要进制转换。将１０进制计数器转换为６进制计数器的电路连接方法如图４所示，其中Ｑ２可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的ＣＰＡ相连。图4十进制-六进制转换电路10第页安徽科技学院《数字电子技术》课程设计报告分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，只不过分个位计数单元的Ｑ３作为向上的进位信号应与分十位计数单元的ＣＰＡ相连，分十位计数单元的Ｑ２作为向上的进位信号应与时个位计数单元的ＣＰＡ相连。时个

7、位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同，但是要求，整个时计数单元应为１２进制计数器，不是１０的整数倍，因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行１２进制转换。利用１片７４ＨＣ３９０实现１２进制计数功能的电路如图5所示。图5十二进制电路另外，图5所示电路中，尚余－２进制计数单元，正好可作为分频器２ＨZ输出信号转化为１ＨZ信号之用。4．译码驱动及显示单元电路选择ＣＤ４５１１作为显示译码电路；选择ＬＥＤ数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴

8、的方法连接的。计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。5．校时电路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