logo资料库

十二小时电子钟课程设计.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.80M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共20页
第2页 / 共20页
第3页 / 共20页
第4页 / 共20页
第5页 / 共20页
第6页 / 共20页
第7页 / 共20页
第8页 / 共20页
资料共20页，剩余部分请下载后查看
    1.1 设计内容以及要求
    1.2系统框图
    1.3 设计方案
    1.4 设计过程
    第2章 电路设计
    CP
    EP
    ET
    2.4 译码驱动电路
    2.5 手动校时电路
    2.6整点报时电路
    第3章 测试及调试
    3.1 分频——晶振电路的测试与调试
    3.2 时间计数单元电路的测试与调试
    3.3译码驱动及显示的测试与调试.
    3.4手动校时电路的测试与调试.
    3.5整点报时电路的测试与调试
    结 论
    参考文献
    附录
    附录Ⅰ 总电路图
    附录II 元件清单
    附录III 作品展示
    十 二 小 时 电 子 钟 电子课程设计报告 题目名称： 十二小时数字钟 姓 专 名： 业： 班级学号： 同 组 人： 指导教师： 饶婷婷 电子信息工程 07041305 陈小葛 程宜凡 南昌航空大学信息工程学院 2009 年 9 月 20 日 电子信息工程学院 1
    十 二 小 时 电 子 钟 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 十二小时电子钟 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 1. 利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校时和校分的功 能。能 2. 整点报时(非语音报时)，定时功能 主要元器件：LM555，CD4060，74LS161，74LS248，74LS74 III、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2 天） 2.电路布线和焊接（3 天） 3.电路的调试（2 天） 4.课程设计总结和报告（7 天） Ⅳ 、主要参考资料： 1. 阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社.2006.5 2. 赵珂 彭嵩.电子技术实践(三).2007.3 3.郁汉琪.数字电路实验及设计指导书（第三版）.北京：高等教育出版社，1995 专业名称： 电子信息工程 班级学号： 07041305 学生姓名： 饶婷婷 指导教师： 程宜凡 设计时间： 2009.9.1——2009.9.15 系(部、中心)主任： 2
    十 二 小 时 电 子 钟 摘 要 这个设计主要以数字电路的基础理论、低频电子线路为指导，采用中、小规模的 集成器件 LM555、CD4060、74LS161 和 LS248 设计而成。该电路采用模块设计、分模块 安装、调试等方法设计而成，所选用的器件主要是中小规模的集成芯片，本产品由于 采用多片 74LS 系列的集成芯片组成，生产成本低等原因，使这个产品设计既容易实现， 又不会浪费太多成本。 产品由石英晶体振荡器产生频率可以调节的时钟脉冲信号,经十五分频得到秒信 号脉冲作为数字钟计数器的时钟信号，当到达整点前一秒时，电路通过一个蜂鸣器准 时报时。这个电路还可以通过手动，即过拨动开关来选择是否进行时间较准。 关键词：电子钟、分频，计数、驱动 3
    十 二 小 时 电 子 钟 目 录 第 1 章 总电路初步设计................................................................................................... 1 1.1 设计内容以及要求......................................................................................................................................1 1.2 系统框图...................................................................................................................................................... 4 1.3 设计方案.................................................................................................................................................... 5 1.4 设计过程.................................................................................................................................................... 5 第 2 章 电路详参设计......................................................................................................... 6 2.1 晶体振荡器电路 ....................................................................................................................................... 6 2.2 分频器电路.................................................................................................................................................. 7 2.3 时间计数器电路.......................................................................................................................................... 8 2.4 译码驱动电路 ...........................................................................................................................................10 2.5 数码管........................................................................................................................................................11 2.6 整点报时电路........................................................................................................................................... 13 第 3 章 测试及调试......................................................................................................... 14 3.1 晶体振荡器电路的测试和调试................................................................................................................ 14 3.2 分频器电路的测试和调试........................................................................................................................ 14 3.3 时间计数器电路的测试和调试................................................................................................................ 14 3.4 译码驱动电路的测试和调试.................................................................................... 错误！未定义书签。 3.5 整点报时电路的测试和调试.................................................................................... 错误！未定义书签。 结 论................................................................................................................................... 16 参考文献............................................................................................................................. 17 附 录................................................................................................................................... 18 附录Ⅰ 总电路图............................................................................................................................................ 18 附录 II 元件清单...........................................................................................................................................19 附录 III 作品展示.............................................................................................................................................20 4
    十 二 小 时 电 子 钟 第 1 章 总电路初步设计 1.1 设计内容以及要求 1.1.1 设计要求 1.基本要求： 利用基本数字电路制作小时电子钟，要求显示时分秒；并能实现校 时和校分的功能。 2.提高要求： 计时过程具有报时功能，当时间到达整点进行蜂鸣报时； 1.1.2 主要参考元器件 LM555，CD4060，74LS161，74LS248，74LS74 1.2 系统框图 图 1.1 所示为十二小时电子钟的原理框图，该电路由晶振——分频电路、 74LS161 芯片构成的计数单元、74LS248 驱动电路、手动校时电路等主体模块 构成。 时校 12 进制计数器 译码电路 显示电路 分校 60 进制计数器 译码电路 显示电路 秒校 60 进制计数器 译码电路 显示电路 分频器 石英晶体振荡器 单次或连续脉冲 图 1.1 电路原理框图 5
    十 二 小 时 电 子 钟 1.3 设计方案 根据设计要求可知，设计电路的核心部分是 74LS161 构成的计数器，设计围绕着 怎样使计数器正常工作，由于数字电子钟实验要求精度较高，因此想到的时用石英晶 体振荡器产生频率稳定的信号，再经分频，得到所需的秒信号作为 74LS161 的 CP 脉 冲信号。其次，电路产生的时钟秒信号也会有误差，我们要考虑的是，如何实现手动 校时，经过考虑，我们选择通过双掷开关来实现 CP 信号的送入是手动还是自动，若 开关打向手动这边，则人为送入单次脉冲到 CP，若开关打向自动这边，则将电路产生 的秒信号送入 CP；然后，我们考虑的是如何产生上面提到的单次脉冲，我们采用的是 用 RS 锁存器来实现稳定的输出脉冲；最后，当电路将要到达整点时，通过对 174LS161 的输出端进行处理，通过蜂鸣器进行整点报时。 1.4 设计过程 在接到课题之后，首先按照设计课题要求查找资料，获取设计中可能应用到的知 识和数据信息。根据所查资料，进行数据的估算，画出了符合实验要求的基本原理图。 对原理图各个部分电路进行仿真，并修改产生的错误，证实各部分电路的可行性；最 后对整个电路进行仿真和调试，证实所设计的基本原理图的可行性。 第 2 章 电路设计 2.1 石英晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。 图 2.2-1 所示电路通过非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个 电路中，CMOS 非门 U1 与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，并实现整形 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 6
    十 二 小 时 电 子 钟 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。 晶体 XTAL 的频率选为 32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较 低，有利于减少分频器级数。 从有关手册中，可查得 C1、C2 均为 30pF。当要求频率准确度和稳定度更高 时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。 由于 CMOS 电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻 R1 可选为 22MΩ。较高的 反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。 图 2.1 石英晶体振荡器 图 2.2 CD4060 内部结构图 2.2 分频器电路 通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到 1Hz 的秒信号输入，需 要对振荡器的输出信号进行分频。 通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级 2 进制计数器来实现。 例如，将 32768Hz 的振荡信号分频为 1Hz 的分频倍数为 32768，即实现该分频功 能的计数器相当于 15 极 2 进制计数器。 本实验中采用 CD4060 来构成分频电路。CD4060 在数字集成电路中可实现 的分频次数最高，而且 CD4060 还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。 CD4060 计数为 14 级 2 进制计数器，可以将 32768Hz 的信号分频为 2Hz，其 内部框图如图 2.2-2 所示，从图中可以看出，CD4060 的时钟输入端两个串接的非 门，因此可以直接实现振荡和分频的功能。在 CD4060 的输出端再接一个 74LS74, 可再进行二分频,从而得到 1S 的信号. 7
    十 二 小 时 电 子 钟 以下为 CD4060、电阻及晶振连接成一个晶振——分频电路，CD4060 的输出端 3 脚得到的是 2Hz 的脉冲信号。 图 2.3 晶振——分频电路 2.3 时间计数单元 时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。 时计数单元一般为 12 进制计数器计数器，其输出为两位 8421BCD 码形式；分计数 和秒计数单元为 60 进制计数器，其输出也为 8421BCD 码。我们采用 16 进制计数器 74LS161 来实现时间计数单元的功能。 74LS161 管脚图与真值表如下所示 4 1 3 1 2 1 1 1 5 1 A Q B Q C Q D Q A B C D O C R D A O L ~ R L C ~ K L C P N E T N E U1 74LS161D 3 4 5 6 0 1 7 9 1 2 图 2.4 74LS161 管脚图 表 2.1 74LS161 功能表 CR CP 0 1 1 1 1 Ф ↑ ↑ ↑ ↑ LD EP Ф 0 1 1 1 Ф Ф 0 Ф 1 输 入 ET Ф Ф Ф 0 1 D3 Ф d Ф Ф Ф 输 出 Q1 0 b Q1 Q1 Q3 Q2 0 0 d c Q3 Q2 Q3 Q2 状态码加 1 Q0 0 a Q0 Q0 D2 Ф c Ф Ф Ф D1 Ф b Ф Ф Ф D0 Ф a Ф Ф Ф 8
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    课程资源

    共收录17145份资料，累计13个分类，关注成员有19位，主要包括：PHP,网络管理,网页制作,Java,.Net,数据库,3G/移动开发,C/C++,游戏开发,嵌入式,讲义,软件测试,专业指导

    热门标签

    PHP 网络管理 网页制作 Java .Net 数据库 3G/移动开发 C/C++ 游戏开发 嵌入式 讲义 软件测试 专业指导

    最新资料