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1、数字电子技术课程设计(2012计算机卓越班)题 目：数字电子钟逻辑电路设计指导老师：宋静组 员：魏峰、田甜、汪淼、宋帆、潘智敏2014年6月一、课题介绍数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。下图为数字电子钟的电路组成方框图：图1.1 数字电子钟框图二、设计任务用中、小规模集成电路设计一台能显示分、秒的数字电子钟，要求如下：1.由晶振和分频电路产生1Hz标准秒信号。2.秒、分为0059六十进制计数器。3.整点报时。整
2、点报时电路要求在每个整分点亮信号灯。三、数字电子钟逻辑电路的电路原理设计与分析3.1总体设计方案方框图下图为我们设计的总体方案方框图：图3.1 总体设计方框图3.2二分频电路采用74LS74 双触发器。利用双触发器将2Hz信号分频成1Hz信号，把 与相连可实现二分频电路的功能。图3.2 二分频电路设计3.3计数器设计 3.3.1 秒60进制计数秒计数器由秒个位计数器JSl和秒十位计数器JS2组成。JSl组成十进制计数，JS2组成六进制计数。十进制计数用反馈归零法设计，用CD4510(四位十进制计数器)来设计。六进制计数的反馈方法是当CK输入第六个脉冲时， 输出状态“”，用与门将取出，送到计数器
3、R清零端，使计数器归零，从而实现六进制计数。如下图所示，采用CD4510设计的秒60进制计数器：图3.3 秒60进制计数器设计图CD4510采用的是BCD码，采用四个输入，四个输出连到数码管。CD4510真值表输入输出DCBA显示000000001100102001130100401015011060111710008100193.4译码器本设计中，实验箱已安装cd4511译码器，只需传输编码进去即可。译码是把给定的代码进行翻译，变成相应的状态。用来驱动LED七段码的译码器，我们使用的是CD4511，它是四位线七段码（带驱动）的中规模集成电路。CD4511管脚图查有关资料。下图所示为一位BCD
4、码显示电路。图3.5 一位BCD码显示电路通过查找资料获得CD4511的真值表如下所示：表3.3 CD4511真值表输入输出STBILTA3A2AlA0YaYbYcYdYeYfYgDisplay01111111B010000000011000011111100011000101100001011001011011012011001111110013011010001100114011010110110115011011000111116011011111100007011100011111118011100111100119011110000000011110000000111保持ST=0时的
5、状态3.5整点报时此电路我们采用了cd4012芯片，将秒十位计数器QaQc和秒个位计数器Qd通过与非门连接，当计数到58秒时信号灯亮，到00熄灭四、数字电子钟逻辑电路的电路设计简图数字电子钟整体参考电路如图4.1所示。五、芯片清单功能芯片名称10进制可逆计数器CD4510 * 24-2输入与非门CD4011 * 12-4输入与非门CD4012 * 1双D触发器74LS74 * 1译码器CD4511 * 2显示器一位BCD码显示电路 * 2六、检测与调试调试二分频电路：把二分频电路的输出连到信号灯上，在把2Hz连到信号灯上，看二分频电路的输出灯跳的速度是不是2Hz的一半。调试整分点报时：观察到达58秒时，信号灯是否亮，到00时是否熄灭。 七、总结与体会通过这次的数字电子钟逻辑电路的设计，我们学到了很多的知识和技能，真的很有收获。我们进一步巩固了所学的理论知识，体会到了什么是学以致用，理论与实践是紧密联系在一起的，了解了真值表和逻辑电路图的应用，锻炼了我们的逻辑思维能力，能够把所学的理论知识和实践结合起来，锻炼了我们的动手能力，对我们能力的提升有很大的帮助。看到自己的作品，我们有一种成就感，也看到了一些的不足，激励我们要更加努力，培养创新精神。这次的数字电子钟逻辑电路设计使我们收获很大，更加了解电路设计，为我们以后的学习和工作打下了良好的基础。