数电多功能时钟课设

-2-LiaoningNormalUniversity2008级开放试验室项目研究论文题目：多功能数字时钟学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级序号：学号：学生姓名：指导教师：2010年12月-1-目录摘要....................................................................3关键字..................................................................3前言....................................................................41设计目标及方案.........................................................41.1设计目标...........................................................41.2系统方案级框图.....................................................41.2.1系统方案....................................................41.2.2整体框图....................................................42单元电路设计..........................................................52.1脉冲产生电路.......................................................52.2时钟计数器电路.....................................................52.2.1计数器芯片的选择..............................................52.2.2六十进制计数器设计............................................72.2.3十二进制计数器设计............................................82.3译码显示电路.......................................................92.4校时电路...........................................................92.5报时电路..........................................................113电路及方案拓展........................................................113.1整体电路图........................................................113.2PCB图............................................................113.3方案拓展..........................................................114组装与调试............................................................124.1组装..............................................................124.1.1主要仪器和仪表...............................................124.1.2制板与焊接步骤...............................................12-2-4.1.3注意事项.....................................................124.2调试..............................................................134.2.1调试仪器.....................................................134.2.2调试方法.....................................................134.2.3调试过程.....................................................145系统元件清单..........................................................146心得体会..............................................................15参考文献...............................................................15附录...................................................................16多功能数字时钟-3-多功能数字时钟学生：王芳指导教师：邱红物理与电子技术学院电气信息专业08级摘要：这份设计报告主要介绍了一种用NE555产生脉冲信号，以74LS192为主体，以数码管为显示器件的数字钟电路的设计。数字时钟用NE555产生脉冲信号，频率为1Hz。其主体分三个部分，计时电路、校时电路、报时电路。计时电路以数字形式显示时、分、秒，其中秒和分为60进制，时为12进制，校时电路可对分和时进行校时。蜂鸣器每一个整点报时。显示电路用74LS48和共阴极数码管来实现。关键字：数字时钟;计时;校时;报时Abstract：ThisdesignreportsmainlyintroducesakindofNE555producedbypulsesignalto74LS192asmainbody,digitaldisplaydevice,pipeforthedigitalclockcircuitdesign.DigitalclockpulsesignalwithNE555produce,frequencyfor1Hz.Themainbodyofthethreepartsandtimingcircuits,resetcircuit,chimecircuit.Timingcircuitsindigitalformwhendisplaying,minutesandseconds,includingsecondsandintosixtydisables,for12disables,resetcircuitofpointsandinschool.Buzzerimplementeverytimethehour.Displaycircuitwith74LS48andtotalYindigitaltubetorealize.Keywords：digitalclock;timingcircuits;resetcircuit;chimecircuit多功能数字时钟-4-前言近年来随着数字技术的迅速发展，各种中、大规模集成电路在数字系统、控制系统、信号处理等方面都得到了广泛的应用。这就迫切要求工科大学生熟悉和掌握常用中、大规模集成电路功能及其在实际中的应用方法，除通过实验教学培养数字电路的基本实验方法、分析问题和故障检查方法以及双踪示波器等常用仪器使用方法等基本电路的基本实验技能外，还必须培养大学生工程设计和组织实验能力。本次开放性实验的目的在于培养学生对基本电路的应用和掌握，使学生在实验原理的指导下，初步具备基本电路的分析和设计能力，并掌握其应用方法；自行拟定实验步骤，检查和排除故障、分析和处理实验结果及撰写实验报告的能力。综合实验的设计目的是培养学生初步掌握小型数字系统的设计能力，包括选择设计方案，进行电路设计、安装、调试等环节，运用所学知识进行工程设计、提高实验技能的实践。数字电子钟是一种计时装置，它具有时、分、秒计时功能和显示时间功能、校时功能和整点报时功能。数字电子钟由于采用了石英技术，走时精度高、稳定性好，不需要经常调校，使用携带方便。因此，在定时控制、自动报时及时间程序控制等方面都得到广泛的应用。本次设计我查阅了大量的文献资料，学到了很多关于数字电路方面的知识，并且更加巩固和掌握了课堂上所学的课本知识，使自己对数字电子技术有了更进一步的认识和了解。1设计目标及方案1.1设计目标时钟功能具有显示时、分、秒的功能。具有校时功能，是时间可调整。具有整点报时功能，在整点时使用蜂鸣器进行报时。1.2系统方案及框图1.2.1系统方案数字钟一般是由振荡器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，并把累加的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组所有计时成的十二进制电路来实现。结果由六位数码管显示。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。1.2.2整体框图多功能数字时钟-5-图1设计的整体框图2单元电路设计2.1时间脉冲产生电路它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字钟的质量。555定时器引脚图如图2，以555为主体组成多谐振荡器电路，如图3所示。多谐振荡器为计数器提供计数脉冲。频率f=1／0.7（R1+R2）C2，本电路中C2为10u，产生振荡信号的周期为1s的脉冲（R1+R2）≈143KΩ，在这里R1=68KΩ,R2由一个50KΩ的定值电阻和一个30KΩ的滑变电阻器组成。调节滑变电阻器使（R1+R2）≈143KΩ，得到周期为1秒的脉冲。图2555引脚图图3多谐振荡电路显示器显示器显示器译码器译码器译码器十二进制计数器六十进制计数器六十进制计数器校时校分时间脉冲产生电路报时电路多功能数字时钟-6-2.2时间计数器电路2.2.1计数器芯片的选择方案一:用74LS90组成计数器电路74LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下：计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421码十进制加法计数器。若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，则构成异步5421码十进制加法计数器。清零、置9功能。74LS90管脚图如图4所示，74LS功能表如表1所示。图474LS90管脚图表174LS90功能表输入输出功能清0置9时钟QDQCQBQAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1CP2110××0××0000清00××011××1001置90××00××0↓1QA输出二进制计数1↓QDQCQB输出五进制计数多功能数字时钟-7-↓QAQDQCQBQA输出8421BCD码十进制计数QD↓QAQDQCQB输出5421BCD码十进制计数11不变保持方案二: