电子技术课程设计报告 - 电子时钟设计电路

中原工学院电子技术（上）课程设计报告电子技术(上)课程设计题目名称：多功能电子时钟显示电路院系名称：班级：学号：学生姓名：指导教师：2011年12月29日中原工学院电子技术（上）课程设计报告-1-中原工学院电子技术(上)课程设计任务书姓名学号学院电子信息学院班级题目多功能电子时钟显示电路设计任务1、基本部分1)、由振荡电路产生秒脉冲信号；2)、经分频电路、计数电路、译码电路，由数码管显示；3)、秒和分电路为60进制，小时电路为24进制；2、发挥部分1)、可以增加校正电路，对秒、分、小时进行校对；2)、可以增加报时电路，整点前进行“四低一高”报时；时间进度总体时间为1周；星期一上午：讲解；星期一下午：理解电路原理；星期二上午：发放元器件和工具，设计电路和连线；星期四上午：验收电路；星期日之前：上交课程设计报告；主要参考文献[1]康华光。电子技术基础数字部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；[2]康华光。电子技术基础模拟部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；[3]电子技术(下)实验指导书，中原工学院电子技术课程组自编，2011；中原工学院电子技术（上）课程设计报告-2-摘要数字电子时钟设计的电路主要由主体电路与扩展电路组成，采用集成块控制数码管显示时、分、秒，当秒计数器计满60时就向分进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按24进制计数。时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以用校时电路进行校正。电子时钟广泛应用于各种公共场所，商业场所和居民家庭。由于其走时准确收到了广泛欢迎。本设计电子时钟电路有CC4060、74HC74、74HC4518、74HC4511等来实现。关键字：电子时钟；数码管；CC4060；74HC74；74HC4518；74HC4511中原工学院电子技术（上）课程设计报告-3-AbstractDigitalelectronicclockcircuitdesignedmainlybythemaincircuitandtheexpansioncircuit,usingmanifoldcontroldigitaldisplayhours,minutes,seconds,whenthesecondscounterisatleast60whenthesub-binary,sub-counterexpiresafter60tothecountercarry,hourcounterat24decimalcount.Hours,minutes,secondscountresultsafterdataprocessingcanbedirectlysenttothemonitordisplay.Whenatimingerroroccurswhenthecircuitcanbecalibratedwiththeschool.Widelyusedinelectronicclocksinpublicplaces,businessesandhouseholds.Becauseofitsaccuratetimereceivedwidespreadwelcome.ThedesignofelectronicclockcircuitCC4060,74HC74,74HC4518,74HC4511,etc.toachieve.Keyword:electronicclock;Digitaltube;CC4060;74HC74;74HC4518;74HC4511中原工学院电子技术（上）课程设计报告-4-目录中文摘要Abstract目录第1章绪论...............................................................................................................5第2章总体设计方案...............................................................................................52.1设计目的.......................................................................................................52.2设计内容.......................................................................................................52.3基本工作原理与框图...................................................................................6第3章单元模块设计...............................................................................................73.1CC4060和74HC74组成的脉冲产生电路及分频电路.............................73.2秒计数电路原理图.......................................................................................83.3分计数电路原理图.......................................................................................83.4时计数电路原理图.......................................................................................93.5秒、分、时的译码电路...............................................................................9第4章系统调试和功能...........................................................................................124.1安装...............................................................................................................124.2调试...............................................................................................................12第5章设计总结.......................................................................................................12附录一：工具清单........................................................................................................13附录二：元器件清单....................................................................................................13附录三：主要元器件的引脚图和功能表....................................................................14中原工学院电子技术（上）课程设计报告-5-第1章绪论随着现代电子技术的发展，人们正处在一个信息时代，每天都要通过电视、广播、通信、互联网等多媒体获取大量的信息，而现代信息的存储、处理和传输越来越趋于数字化。《数字电子技术》课程设计是专业基础课，本次课程设计的电子时钟电路包括了组合逻辑电路和时序电路。此次设计与制作数字电子钟的目的是让我们学生在了解数字钟的原理的前提下，熟悉集成电路的引脚排列，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，了解面包板的结构及接线方法，熟悉设计题目的设计与制作，运用本学期学过的数电知识设计并制作数字钟，并且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路，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，从而实现理论与实践相结合。通过本次课程设计，提高学生在数字集成电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。第2章总体方案设计2.1设计目的1.熟悉集成电路的引脚排列；2.掌握个芯片的逻辑功能及使用方法；3.了解面包板结构及其接线方法；4.了解设计题目的组成及工作原理；5.熟悉设计题目的设计及制作2.2设计内容1.设计一台能准确计时，以十进制数显示“秒”、“分”、“时”的多功能电子时中原工学院电子技术（上）课程设计报告-6-钟显示电路；2.小时为24进制，分和秒均为60进制；3.有校时功能，可以分别对“时”、“分”、“秒”显示进行矫正；2.3基本工作原理与框图数字电子钟要想最终设计成功必须要有精确而稳定的秒信号产生，通常先用石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过整形、分频产生1Hz的秒脉冲。分频用CD4060分出2Hz的脉冲，再用CD4013分出1Hz的脉冲。然后1Hz脉冲经过校时电路送到秒计数器的个位，秒计数器是由两块74LS160组成的六十进制计数器，其十位TC接校时电路。校时电路的CP1接分计数器个位的CLK端，分计数器也是由两块74LS160组成的六十进制计数器，分计数器的十位的TC端接入校时电路。校时电路的CP2接时计数器的CLK端，分计数器是由两块74LS160组成的二十四进制计数器。校时电路的S1、S2、S3控制“校时”、“校分”和“校秒”。各个计数器分别接译码器，各个译码器分别接显示器。电路的基本原理就是这样。电子时钟电路实际上是对1kz的标准频率进行计数的计数电路。多功能电子时钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计数装置，具体实现为：用石英晶体振荡器产生1秒的标准“秒”信号：设计60进制计数器，即60秒累计1分;60分累计1小时，并以24小时为一计时周期；各自引到显示器能显示“时”、“分”、“秒”；具有整点报时功能。由于起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一校时电路，同时标准的1kz时间信号必须做到准确稳定。中原工学院电子技术（上）课程设计报告-7-第3章单元模块设计3.1CC4060和74HC74组成的脉冲产生电路及分频电路数字电子钟要想最终设计成功必须要有精确而稳定的秒信号产生，通常先用石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过整形、分频产生1Hz的秒脉冲。CD4060分出2Hz的脉冲，再用74HC74分出1Hz的脉冲。电路图如下所示3.2.2秒计数电路原理图8CC4060和74HC74的连接CC4060101122M32768Hz=215Hz20pF3~20pF3C11DQ1Hz74HC74Q2Hz中原工学院电子技术（上）课程设计报告-8-3.2秒计数电路原理图秒是60进制计数，因此秒计数电路应采用两片CC4518级联的方式来实现，连接方式如图：3.3分计数电路原理图和秒一样