[工学]数字电路课程设计ppt课件.ppt

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1、数字电路课程设计长春理工大学电信学院电工电子实验教学中心1设计题目数字闹钟电路设计2目录课程设计要求数字钟的功能要求数字钟电路系统的组成方框图单元电路设计整机电路3课程设计要求课程设计过程理论设计阶段硬件电路实验阶段实验报告及答辩阶段应达到的基本要求独立完成实验的理论设计；学会查阅技术手册和文献资料；进一步熟悉常用集成电路的设计方法；初步掌握电路的调试技能和故障排除方法；撰写实验报告；4设计报告的主要内容及要求设计任务与要求设计方案比较单元电路工作原理和实现电路（芯片功能等）电路中用到的元件要求查出具体型号，并且按照引脚画图完整的整机电路正本报告只能用一种颜色的笔

2、（不能用铅笔）完成，包括电路图5一、数字钟的功能要求（一）能进行正常的时、分、秒计时功能准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；小时的计时要求为24进制23:59:59》》0:00:00可扩展为：小时的计时要求为“12翻1”12:59:59》》1:00:00分和秒的计时要求为60进位；6一、数字钟的功能要求（二）能进行手动校时利用两个单刀双掷开关分别对时位和分位进行校正。校时位时，要求时位以每秒计1的速度循环计数；校分位时，要求分位以每秒计1的速度循环计数，此时秒位计数应置0，并且分位向时位的进位必须断开。可扩展为：快调和慢调两种7一、数字钟的功能要求（三）能进

3、行整点报时要求发出仿中央人民广播电台的整点报时信号即在59分50秒起隔2秒钟发出一次低音的“嘟”信号（信号鸣叫持续时间1s，间隙1s），连续发出4次；到达整点时（即00分00秒）再鸣叫一次高音的“哒”信号（信号持续时间仍为1s）。可扩展：报整点时数（几点响几声）；触摸报时；8一、数字钟的功能要求（四）具有定时闹功能计时过程中的任意“时”、“分”均能按时起闹。可扩展：闹钟响声时间可调9二、数字钟电路系统的组成框图该系统的工作原理是：振荡器产生高稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲信号。秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后

4、向小时计数器进位，小时计数器按照24或者“12翻1”规律计数。计时出现误差时可以用校时电路进行校时和校分。10数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲秒计数器计满60后向分计数器进位分计数器计满60后向小时计数器进位小时计数器按照24或“12翻1”规律计数计数器的输出经译码器送显示器计时出现误差时可以用校时电路进行校时和校分二、数字钟电路系统的组成框图11三、单元电路的设计振荡器的设计分频器的设计时、分、秒计数器的设计译码显示电路设计校时电路的设计定时控制电路的设计正点报时电路的

5、设计报整点时数电路的设计触摸报时电路的设计121．振荡器的设计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。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。采用555定时器构成多谐振荡器：缺点：频率不准确。采用石英晶体振荡器：优点：振荡频率准确，电路结构简单。13如图所示为电子手表集成电路（如5C702）中的晶体振荡器电路；常取晶振的频率为32768Hz，因其内部有15级2分频集成电路，所以输出端正好可得到1Hz的标准脉冲晶体振荡器电路14555定时器实现电路如果精度要求不高也可以采用由集成逻辑门与RC组成

6、的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。这里设振荡频率fo=103Hz55515555多谐振荡器原理电路555多谐振荡器原理电路及工作波形16三、单元电路的设计振荡器的设计分频器的设计时、分、秒计数器的设计译码显示电路设计校时电路的设计定时控制电路的设计正点报时电路的设计报整点时数电路的设计触摸报时电路的设计172．分频器的设计分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时用的1kHz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。可选用芯片很多，例如：3片中规模集成电路计数器74LS90，74LS16

7、1等；14位二进制计数器，如CD4020、CD4060、MC14020、MC14060、74HC4020、74HC4060。18秒脉冲产生电路的设计（电路形式一）输出方波uO的频率=石英晶体的固有谐振频率R1=R2=0.7-2kC1=0.01F耦合电容C2=10pF防止寄生振荡产生。实际应用中，为了改善输出波形和增强带负载能力，通常还在Uo输出端再加一级反相器。石英晶体4MHz11R1R2C1uoAC2分频电路秒脉冲19秒脉冲产生电路的设计（电路形式二）晶体振荡器32768Hz共32768分频2分频电路（共15个）CP1秒22220晶体振荡器32768

8、Hz1R1