《数字电子钟(计时、校时以及整点报时)数电课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子钟(计时、校时以及整点报时)数电课程设计报告.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电子技术课程设计报告题目：电子钟整点报时器姓名：马帅 学号：080102023 班级：工业工程0801 成绩： - 2 -名目一、引言1二、方案论证选择22.1 设计要求22.2 系统框图22.3 设计过程2三、电路仿真与设计33.1 所需芯片及芯片管脚图33.2 时、分、秒显示电路模块设计43.3 校时电路模块设计73.4 报时电路模块设计73.5 综合电路9四、电路调试及实物照片94.1 电路调试94.2 实物照片10五、存在的问题11六、课程设计心得体会11附录：元件清单参考资料一、引言目前市场上供给的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明 的状况下都是不行见的。要知道当前的时间，必需先开灯
2、，故较为不便。现在市场上消灭了这样一类的电子钟，它以六只 LED 数码管来显示时分秒，与传统的以指针显示秒的方式不同，违反了人们传统的习惯与理念，而且这类电子钟一般是承受大型显示器件，适用于银行、车站等公共场所。这种型的电子钟因其便利、直观的特点也得到了社会的欢送，在社会上占有相当一局部市 场。数字电子钟是日常生活中常见的一种工具，大到机场等公共场所的时间屏幕，小到我们的手表、闹钟等，而且其报时功能也给人们供给了便利，因此，了解报时电子钟的工作原理是很有必要的，也很好玩，因此我选择了这个题目整点报时数字钟。数字电子技术课程的核心内容是时序规律电路、组合规律电路和触发器，这些也是我们学电子的学生
3、最根本要把握的学问， 通过实践可以加深对课本学问的理解，能够处理一些实际中的状况，因此这次数电课程设计，我选择了数字电子钟这个题目，虽然这在日常生活中很常见，看起来也比较简洁，但是其中包含的学问很多。在这个工程中，校时是一个很重要的模块，既要可以正常校时，又不能干扰到时间计数显示模块，而时间显示比较简洁，用生疏的芯片就可以做出来了，教师说过，对芯片等元器件的了解程度等于将军手中可以调动的兵力，把握了芯片功能，也就把握了主动权。这次课程设计的选题整点报时数字钟，不仅可以加深我对数字电子技术课程的理解，也可以提高自己的动手力量以及实际问题中解决问题的力量，培育对数字电子技术的兴趣。2.1 设计要求
4、二、方案论证选择1. 用秒脉冲作信号源，构成数字钟，显示秒、分、时2. 具有“对时”功能，即时间可以快速预置3. 具有整点提示功能。一种实现的方法是每到整点时触发 “音乐芯片”或每到整点前几秒钟，发出如 “的、的、的、答”声音信号。2.2 系统框图2.3 设计过程时间显示模块电路可以用 3 个CD4518 作为核心芯片，进展级联， 再辅以假设干规律门，完成进位、置零等功能，CD4518 是双十进制计数器，有两个时钟输入端，正好可以满足进位和校时的功能，而不会产生干扰，且有一个置零功能，可以组成六十进制和二十四进制的计数器。整点报时模块电路用的是 555 芯片和一块CD4068 芯片组成的电路，
5、555 芯片可以接成多谐振荡器，供给交变信号使蜂鸣器发出声音， 而整点报时的掌握可以用CD4068 实现，CD4068 是 8 输入与/与非门，可以在整点之前输出脉冲信号，经过由 555 芯片组成的多谐振荡器， 为其供给一个信号，这样由多谐振荡器输出端可以使蜂鸣器发出“嘀、嘀、嘀”的响声。秒信号发生器可以用试验箱上的秒脉冲信号代替。考虑到开关抖动现象，校时模块电路试验试验箱上的按键开关， 每输出一个脉冲信号可以转变分个位和十个位，同时考虑到干扰问 题，进位接线和校时接线接在不同的时钟输入端。三、电路仿真与设计3.1 所需芯片及芯片管脚图- 5 -CD4518CD4068CD4002CD4011
6、CD40695553.2 时、分、秒显示电路模块设计整个电路的的核心芯片是 CD4518，它是一个双 10 进制加法计数器，因此只需要三个芯片，进展级联即可实现两个六十进制和一个二十四进制计数器，再加上一些适宜的规律门，实现置零和进位。- 6 -上图是秒显示电路设计图，右边为秒个位，左边为秒十位，秒个位的电路中置零引脚和时钟输入端 CP1 必需接地，这是由于 CMOS 的引脚不能悬空，否则会影响试验结果，CP0 接秒脉冲信号，考虑到秒个位计数到 9 的时候必需进位，所以在显示 0 的同时输出一个进位信号，输出是 0000，因此可以用一个或非门，当输出是0000 的时候供给一个进位信号至秒十位的
7、时钟输入端，秒十位另一个时钟输入端接地，当秒十位计数器计到 5 时，在输出为 0110 时供给一个信号到秒十位计数器的置零端，使其实现 01100000，即六十进制。上图是分计数显示电路设计图，原理与秒计数显示电路接近，分- 10 -个位的时钟输入端接来自秒十位的进位信号，另外一个时钟输入端接校时电路模块，由于设计的过程是分块设计的，因此先将该时钟输入端接地，分十位的原理也是一样的。以下图是时计数显示电路设计图，与分、秒不同的是，这一块是 24 进制，当时十位为 0、1 的时候，时个位正常从 09 显示；当时十位为 2 时，要求时个位的显示是0、1、2、3，然后就回到0，因此在置零这一局部接法
8、不同于分、秒计数显示电路，考虑到当时计数器为 23 时必需变为 00，即当时十位输出为 0010、时个位输出为 0100 时，分别变为 0000、0000，因此可用一个与门实现，按如图的接法， 并且留意到时十位和时个位都必需置零。3.3 校时电路模块设计校时模块的设计思路如下图，使用试验箱上的消退抖动的按键开关，每按一次就输出一个信号，调整分个位和时个位，考虑到实际接线时可能会消灭干扰现象，即校时模块中的校时信号会影响到原来的秒十位进位信号和分十位进位信号，所以进位信号输入和校时信号输入接在不同的时钟端，这刚好利用了 CD4518 有两个时钟输入端的优点。3.4 报时电路模块设计报时电路模块中
9、的报时信号输出电路如以下图所示，用的芯片是CD4068，CD4068 是一个 8 输入与/与非门，与非门的引脚分别接CD4518 芯片的对应的输出引脚，使其在 59 分 51 秒开头输出报时信号，依据要求将报时信号设计为第 51、53、55、57、59 秒时输出报时信号，向由 555 组成的多谐振荡器发送信号。以下图是由 555 芯片和电阻、电容构成的多谐振荡器，电阻的一端输入经过CD4068 的报时信号，使电路导通，从而在555 输出端产生一个交变信号使得蜂鸣器发出声音。3.5 综合电路4.1 电路调试四、电路调试及实物照片课程设计的起点在于仿真，使用仿真软件做出来后，还要进展接线，这时候整
10、个电路的成功与否，就在最终的调试了。在这次电路的调试过程中，遇到两个问题：1、电路模块之间或者接线之间的干扰，导致在计数时数码管上显示的数并不如预期的变化，比方有时候是每计数到 11 秒时，本该到12 秒的时候，秒十位也跟着变化了，变成22 秒，在调整小局部接线之后，这个问题也解决了，计数器正常工作。2、其次个问题也是最关键的问题，关系到校时电路这一局部能否做出来的问题，也就是上面提到的进位信号与校时信号相互干扰问 题，由于CD4518 的仿真库出错，所以在仿真软件上试验的话可能不准确，而且实际与理论是有差距的，因此只能在试验箱上进展调试。最终才想到 CD4518 有两个时钟输入端，之前的仿真
11、不行是由于CD4518 的仿真出错，于是将进位信号和校时信号接在不同的时钟输入端上，解决了相互干扰的问题，同时也可以正常校时。经过调试，整个电路的功能实现了。4.2 实物照片- 12 -五、存在问题完成了课程设计的根本要求，但是这个电子钟是没有有用价值的，现实中不行能用这么多芯片去生产一个一般的电子钟，但这是学习的一种途径。我设计的这个电路在校时时没有一个开关可以使秒的计数临时停顿，而且有的时候秒也是需要调整的，由于材料缺乏等缘由，报时的“音乐”也显得有些单调。六、心得体会经过这段时间的课程设计，我学到了很多东西，对课本上的内容的理解加深了印象，同时也学会了一种学习的态度。理论要联系实践，固然
12、实践也离不开理论，由于对课本的内容还不是很生疏，所以在做这个课程设计前，我先把课本的重点学问复习了一遍，时序规律电路、组合规律电路等，然后就是到图书馆查找相应的资料，抱着好几本书就在那里认真地查，查的过程中也看到了很多关于CMOS 芯片的应用实例。理论上的学问搞定了，接下来就是开头设计了。EWB 仿真，给我的印象是简洁有用，很多电路都能在上面先进展仿真，不过我这个- 15 -题目的核心芯片在仿真上面，消灭了一些问题，一些管脚的位置和实际的不一样，仿真调试不成功，于是我就想到，依据理论来讲这是没有错的，为了验证去除，我先将电路进展分模块调试，把每一局部都认真检查了一遍，最终觉察了与仿真的不同，接
13、线是一样的，不过在真实的接线中可行，在仿真中却不行，最大一个不同之处就在于校时模块，虽然仿真是那种接法可行，不过在实际接线中我承受了另外一种接法。这次课程设计也再次让我看到理论与实践的差异和联系，理论固然重要，然而我们要在实践中觉察错误，并解决错误，也提高了自己的动手力量和实际解决问题的力量。一种学习态度：认真、严谨的学习态度。这就是我的另一个收获， 不仅仅是做课程设计，无论是做什么争论，都必需要有一种认真严谨的学习态度，比方说，独立思考独立完成，认真接线，认真检查等， 这些都是对我们自身力量的一种培育，在以后的学习甚至工作中，很多东西都只能靠自己去独立思考完成，因此我们也藉此学会了一种独立思考的学习态度。无论最终的结果是怎样，你参与了，你就确定有收获。在这几天可以说是废寝忘食的课程设计过程中，我也收获了很多，我仍旧记得将课程设计做出来的时候，那种喜悦的心情，是难以形容的。附录：元件清单元器件数量用途CD45183双 10 进制计数器CD400222 四输入或非门CD40111与非门CD406818 输入与/与非门CD40691非门5551构成多谐振荡器15K 电阻2构成多谐振荡器1000uf 瓷片电容1构成多谐振荡器参考文献：数字电子技术简明教程与实训贾海瀛主编数字电子技术根本教程 阎石主编