基于74160的电子钟设计

电路CAD课程设计报告（小初）设计题目：电子钟专业班级：测控07-02学号：学生姓名：同组学生：2题目：电子钟摘要钟表作为一种定时工具被广泛的使用在生产生活的各方面。人类最初依靠太阳的角度来进行定时，所以受天气的影响比较大，为了克服依靠自然现象定时的缺点人们发明的机器钟表，电子钟表一系列的定时工具。而电子钟表具有价格便宜，质量轻，定时误差小等优点，被广泛的应用在生产，生活的各个方面。由于电子钟的能提供精确又被广泛的运用在测量之中。此数字电子钟采用555定时器提供定时脉冲，74160集成块作为计时模块，8段数码显示管作为显示工具。其设计的产品可以广泛的用于公共场所，匾额装饰，以及教学等方面。3AbstractWatchasaregulartooliswidelyusedintheproductionofallaspectsoflife.Man'sfirsttorelyonthesun'sanglefortime,thereforethelargertheimpactofweather,inordertoovercometheshortcomingsofrelyingonnaturalphenomenatodefinitetime.peopleinventedmachineclocks,electronicclockandsoonaseriesofregulartimetools.Theelectronicclockismorecheaper,higheraccuracy,etc,arewidelyusedintheproduction,allaspectsoflife.Astheelectronicclocktoprovideaccurateandiswidelyusedamongthemeasurement.Thisdigitalelectronicclockwith555timerprovidestimedpulses,74160manifoldblocksastimingmodule,8digitaldisplaytubeasthedisplaytool.Thedesignoftheproductcanbewidelyusedinpublicplaces,plaquedecoration,andteachingandsoon..4目录（四号、黑体、居中）（占一页）5一、设计任务与要求（大标题均为四号，黑体）1.任务（1）画出数字电子钟的电路图。（2）用ＥＷＢ进行功能仿真。（3）撰写课程设计说明书，要求：课题名称;设计任务及要求；设计方案选择及论证（包括参数计算和器件选择等）；附图（包括框图，单元电路，总电路及说明）及原理说明；2.要求(1)有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能。（设计秒脉冲发生器）(2)供电方式：5V直流电源。(3)要求电路主要采用中小规模集成电路及模拟器件实现。在EWB电子工作平台上进行电路的设计和计算机仿真。二、方案设计与论证（大标题均为四号，黑体）数字电子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。通常使用振荡器电路构成数字钟。（首段，对设计要求的总体分析）（正文为小四号，宋体；单倍行距）方案一、基于74160芯片设计的电子钟系统原理框图：图1电子钟原理框图6图1中，各单元电路的工作原理如下：数字电子钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时等附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器，校时电路、和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。0方案二、********（包括电路工作原理说明、系统框图）（正文为小四号，宋体；单倍行距）..（等等……）如果有多种设计方案，此处要论证哪种方案更好，说明原因！并写明最后选取的是方案几。三、单元电路设计与参数计算1、秒脉冲发生器秒脉冲发生器是电子电路最基本的单元之一，产生固定的频率为1的秒脉冲信号。在整个电路中可以用元件库中的时钟源，也可以用555定时器改进的秒脉冲发生器。如图2所示用555定时器改进的秒脉冲发生器。2、60进制秒计数器用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接成六十进制的秒计数器，时钟源提供秒脉冲，连接图如图3。3、60进制分计数器用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接为六十进制的分钟计数器，通过[M]开关进行对分钟的校对，当在59秒时在来一个秒脉冲分钟向前进一，秒清零重新计时，如图4所示。4、24进制小时计数器用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接成十二/二十四进制的时计数器，通过开关[o]对小时进行校对，开关[p]是十二进制与二十四进制间的切换，当在59分59秒时再来一个秒脉冲小时向前进一，分钟和秒同时清零重新计时，在小时进位的同时报时灯亮说明进行了整点报时功能，连接图如下图5。（此点要说明你所设计的单元电路是什么子电路。你所设计的单元电路的元器件的选择、对该单元电路的详细说明、框图。该单元电路的改进等？）元器件的选择——如果是电容、电感、电阻，要把这些元件的值的计算过程，也就是分析过程写出来；如果是IC芯片，要写出选择该芯片是的考虑，比如：性价比、功能、抗干扰等。7对该单元电路的详细说明、框图——设计该单元电路，可能也有多种方案，给出你的设计方案：包括单元电路的框图及其详细的说明（也就是解释，要让外行能看懂你的图！）比如：写出输出方程、驱动方程，列状态表；画出状态图；该单元电路的改进——如果在设计你的单元电路时，参考的是现成的设计图，那么你是否考虑过所参考的这个方案有哪些优点和不足，那么你能不能对这些不足进行改进；或者在这个单元电路上增加一些功能。如果有此步，要加分！（创新性！！）这点要详写！！！2.图2：555定时器构成的振荡器8图3：秒计时电路图4：分计时电路9图5：时计时电路这点要详写！！！3.********此点要说明其它各单元电路中元器件的选择、其它各单元电路的框图和说明。如果是小组完成的设计题目，这点可参考同组其他同学的，可以略写！如果是单人完成的设计题目，这点和第1点合并，都要详细写！！4.********此点要放其它单元电路的原理图！！以及你所设计的单元电路的仿真结果（仿真曲线、时间图等），用仿真结果来证明各单元电路设计的正确性。注意：如果是用EWB5.0C软件设计的电路，此点应给出各单元电路的仿真结果（仿真曲线、时间图等），用仿真结果来证明各单元电路设计的正确性。如果所设计的单元电路原理图中有的元件EWB5.0C软件中没有，比如：天线、麦克风等，可用Multisim10等高级版本来绘制！或者用Protel99SE中原理图设计，添加元件库Sim.ddb，绘制完可以仿真！10如果是小组完成的设计题目，这点可参考同组其他同学的，可以略写！如果是单人完成的设计题目，这点和第1点合并，都要详细写！！5.********此点给出该部分的小结四、总原理图及元器件清单（大标题均为四号，黑体）1．总原理图11图6：电子钟电路原理图12图7：电子钟电路PCB图图8：电子钟电路仿真电路板图132．说明此处要解释说明整个电路的工作原理，着重分析各单元电路输入什么信号、输出什么信号，这些单元电路间是怎么协作的！！3．元器件清单表1电子钟电路原理图中的元件清单元件序号型号主要参数封装数量备注R11kAXIAL0.51电阻R21kAXIAL0.51电阻R310kAXIAL0.51电阻V112VSIP21电源C168uFRAD0.21电容C268uFRAD0.21电容S1key_32_SPDT1开关7400DIP141与非门芯片74135DIP161与非门芯片7_seg_hexSIP46显示模块74160DIP166同步十进制计数器7404DIP141非门芯片U15VSIP21电源555DIP81555定时计数器五、结论与心得（大标题均为四号，黑体）整个设计通过了理论、软件两个环节。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到交流、不耻下问的重要性，一个人的力量是晕晕不足的。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后14的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，但是只要有兴趣，有恒心，勇于实践，日后会对这门课逐渐产生兴趣的。最后还要感谢老师和同学对我们的耐心辅导。参考文献（小四号，黑体）数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社毛期俭.数字电路与逻辑设计试验及应用.人民邮电出版社忠波.电子设计与仿真技术.机械工业出版社