数字电子时钟实验报告
数字电子时钟实验报告

华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术班级:网络工程1班姓名:刘群学号: 1125111023完成日期:2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字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。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示图2 LM555CM集成块图374LS90D集成块五、各功能块电路图1秒脉冲发生器主要由555 定时器和一些电阻电容构成,原理是利用555 定时器的特性,通过电容的充放电使VC 在高、低电平之间转换。
数字电子时钟实验报告材料

华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术班级:网络工程1班姓名:**学号: **********完成日期:2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字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。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。
⑶校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。
数字时钟设计实验报告

电子课程设计【1 】题目:数字时钟数字时钟设计试验陈述一、设计请求:设计一个24小时制的数字时钟.请求:计时.显示精度到秒;有校时功效.采取中小范围集成电路设计.施展:增长闹钟功效.二、设计计划:由秒时钟旌旗灯号产生器.计时电路和校时电路组成电路.秒时钟旌旗灯号产生器可由振荡器和分频器组成.计时电路中采取两个60进制计数器分离完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采取译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示.校时电路采取开关掌握时.分.秒计数器的时钟旌旗灯号为校时脉冲以完成校时.三、电路框图:图一 数字时钟电路框图四、电路道理图:(一)秒脉冲旌旗灯号产生器秒脉冲旌旗灯号产生器是数字电子钟的焦点部分,它的精度和稳固度决议了数字钟的质量.由振荡器与分频器组合产生秒脉冲旌旗灯号.➢ 振荡器: 通经常应用555准时器与RC 组成的多谐振荡器,经由调剂输出1000Hz 脉冲.➢ 分频器: 分频器功效重要有两个,一是产生尺度秒脉冲旌旗灯号,一是供给功效 扩大电路所须要的旌旗灯号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 尺度秒脉冲.其电路图如下:译码器译码器译码器时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)校 时 电 路秒旌旗灯号产生器图二秒脉冲旌旗灯号产生器(二)秒.分.时计时器电路设计秒.分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器.➢60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位.其电路图如下:图三60进制--秒计数电路➢60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给时的个位.其电路图如下:图四60进制--分计数电路➢24进制——时计数电路来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增长到9是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3是经由74LS11与门产生一个清零旌旗灯号,将所有CD40110清零.其电路图如下:图五24进制--时计数电路➢译码显示电路译码电路的功效是将秒.分.时计数器的输出代码进行翻译,变成响应的数字.用以驱动LED七段数码管的译码器经常应用的有74LS148.74LS148是BCD-7段译码器/驱动器,输出高电平有用,专用于驱动LED七段共阴极显示数码管.若将秒.分.时计数器的每位输出分离送到响应七段数码管的输入端,即可以进行不合数字的显示.在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻.其电路图如下:图六译码显示电路➢校时电路校时电路是数字钟不成缺乏的部分,每当数字钟与现实时光不符时,须要依据尺度时光进行校时.一般电子表都具有时.分.秒等校时功效.为了使电路简略,在此设计中只进行分和小时的校时.“快校时”是经由过程开关掌握,使计数器对1Hz校时脉冲计数.图中S1为校订用的掌握开关,校时脉冲采取分频器输出的1Hz脉冲,当S1为“0”时可以进行“快校时”. 其电路图如下:图七 校队电路五、试验办法: 1.秒脉冲产生部分采取555多谐振荡器产生1HZ 频率旌旗灯号,作为秒脉冲及整体电路的旌旗灯号输入部分.其仿真电路图如下图所示:图八 秒脉冲产生器仿真电路2、计数电路电子钟计时分为小时.分钟和秒,个中小时为二十四进制,分钟和秒均为六十进制,输出可以用数码管显示,所以请求二十四进制为00000000~00100100计数,六十进制为8910U10C74LS00 123 U11A74LS00 111213U10D74LS00R3 C1S1GND1011U8E74LS04 1HZS2/M2 Q2+5V00000000~01100000计数,并且均为8421码编码情势.(1)小时计数——二十四进制电路仿真用两片74LS160N(分A片.B片)设计一个一百进制的计数器,在24(00100100)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成二十四进制轮回,计数范围为0~23.然后用七段显示译码器74LS47D将A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图九所示. :图九 24进制——时计数器仿真电路(2)分钟.秒计数——六十进制电路仿真此电路相似于二十四进制计数器,采取74LS160N设计出一百进制的计数器,在60(01100000)处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成六十进制轮回,计数范围为0~59.然后用七段显示译码器74LS47D将 A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图所示:图十 60进制——秒计数器仿真电路图十一 60进制——分计数器仿真电路(四)校时校分(秒)电路.数字钟应具有分校订和时校订功效,是以,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采取正常计时旌旗灯号与校订旌旗灯号可以随时切换的电路接入个中.这里应用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功效.第一个74LS00D与非门的输入端一端接清零旌旗灯号,另一端接第二个与非门的输入端,第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲,另一端接一个单刀双掷开关.开关接通的一段接地,另一端接高电平.当开关打到另一端时,时或分的个位就单独开端计数,如许就能实现校时功效.其电路图如图所示:图十二校分仿真电路六、试验成果和结论:数字时钟仿真电路图如下图所示,在Multisim11.0中进行仿真,可以实现数字时钟的显示功效.校时功效.显示功效中,小时实现的是24进制,分和秒实现的是60进制,经由过程校时电路可以或许分离校订时和分.图十三数字时钟仿真电路七、设计领会:在本次Multisim仿真进程,从装配软件.选定课题.设计电路.进行仿真.运行成果都本身现实操纵完成.在数字时钟设计中,依据先生上课所讲的内容,可以用两片集成十进制同步计数器74LS160D级联为100进制,再应用其异步清零功效,可以分离实现小时的24进制和分秒的60进制.当然,在仿真进程中也碰到了许多艰苦和问题.比方说,无法直接从秒进位到分和分进位到时,并且在仿真中老是出错.于是本身就教了一些也做数字时钟的同窗,同时在网上查找了相干材料,最后终于用两个与非门和单刀双掷开关实现了从秒到分的进位.分到时的进位功效及校准功效.经由过程本次试验对数电常识有了更深刻的懂得,将其应用到了现实中来,明确了进修电子技巧基本的意义,也达到了其造就的目标.也明确了一个道理:成功就是在不竭摸索中进步实现的,碰到问题我们不克不及泄气.焦躁,甚至废弃,而要静下心来细心思虑,分部检讨,找出最终的原因进行纠正,如许才会有提高,才会一步步向本身的目标接近,才会取得本身所要寻求的成功.当然,本身的仿真技巧和应用才能照样很欠缺的,固然完成了根本的设计请求,但是许多本身想要的扩大功效还未能实现.并且许多时刻会走过许多弯路,糟蹋了许多不须要的时光.不过,此次设计阅历势必使我受益毕生,让我明确若何更好的获取常识,若何更好的理论接洽现实.往后的进修更须要不竭尽力,在获得常识的同时获得快活,真正的自动摸索,自动进修,形成本身的思维方法,不竭应用,不竭朝上进步.。
数字钟实验报告5篇范文

数字钟实验报告5篇范文第一篇:数字钟实验报告数字钟实验报告班级:电气信息i类112班实验时间:实验地点:指导老师:目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3(二)、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的:1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3.1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路3.2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。
电子时钟数电实验报告

课题数字电子钟的设计与调试通信与信息工程学院通信工程1301班安森昊 1307020121一、设计目标(1)通过设计与实践,制作出具有准确显示小时,分,秒的数字钟。
(2)数字中的功能要求:准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间,小时计时要求为“24翻1”,分和秒计时要求为60进制。
二、概括(1)数字钟简介20世纪末,电子技术获得飞快发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化的提升,同时也使现代产品性能进一步的提高,产品的更新换代的节奏也越来越快。
数字钟已成为人们日常生活中的必不可少的必需品,广泛应用于个人的家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐、带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和才用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。
因此在许多电子设备中被广泛使用。
(2)设计思路要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高,因此,需要进行分频,使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号,即“秒脉冲信号”(频率为1Hz)。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
由于计时的规律是:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天,就需要分别设计60进制,24进制计数器,并发出驱动信号。
各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器,是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
三、主要实验器材四、设计框图五、设计单元电路(1)振荡器振荡电路是数字中的核心,主要用来产生时间标准信号,数字钟的精度,主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度。
一般来说,振荡器的频率越高,计时精度越高。
通常采用石英晶体震荡器经过分频得到这一信号,也可采用由与门电路或555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
本设计方案采用的是集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器,如图所示:接通电源后,电容C1被充电,VC1上升,当VC1上升到2/3VCC时,触发器被复位,同时放点BJTT导通,此时Vo为低电平,电容C1通过R和T放点,使VC1下降。
数字电子时钟实验报告

华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术班级:网络工程1班姓名:刘群学号: 23完成日期: 2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字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。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示对应的数值。
⑶校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。
数字电子时钟实验报告

华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术班级:网络工程1班姓名:刘群学号: 1125111023完成日期:2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字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。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示图2 LM555CM集成块图374LS90D集成块五、各功能块电路图1秒脉冲发生器主要由555 定时器和一些电阻电容构成,原理是利用555 定时器的特性,通过电容的充放电使VC 在高、低电平之间转换。
数字电子时钟实验报告

华大计科学院数字逻辑课程设计说明书题目:多功能数字钟专业:计算机科学与技术ﻩﻩ班级: 网络工程1班姓名: 刘群ﻩ学号:1125111023完成日期:2013-9一、设计题目与要求设计题目:多功能数字钟设计要求:1、准确计时,以数字形式显示时、分、秒得时间。
ﻩ2、小时得计时可以为“12翻1”或“23翻0”得形式。
3、可以进行时、分、秒时间得校正。
二、设计原理及其框图1.数字钟得构成数字钟实际上就就是一个对标准频率�(1HZ)进行计数得计数电路。
由于计数得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。
图 1 所示为数字钟得一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图⑴多谐振荡器电路多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 得信号,可保证数字钟得走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路时间计数电路由秒个位与秒十位计数器、分个位与分十位计数器及时个位与时十位计数器电路构成。
其中秒个位与秒十位计数器、分个位与分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位与时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出得8421BCD码转换为数码管需要得逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够得工作电流。
⑷数码管数码管通常有发光二极管(LED)数码管与液晶(LCD)数码管。
本设计提供得为LED数码管。
2、数字钟得工作原理⑴多谐振荡器电路555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2构成一个多谐振荡器,利用电容得充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为就就是数字钟,所以应选择得电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位得进位电路,并通过译码显示。
在六位LED七段显示起上显示对应得数值。
⑶校时电源电路当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
通常,校正时间得方法就就是:首先截断正常得计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高得方波信号加到需要校正得计数单元得输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。
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数字逻辑课程设计说明书
题目:多功能数字钟
专业:计算机科学与技术
班级:网络工程1班
姓名:刘群
学号: 1125111023
完成日期:2013-9
一、设计题目与要求
设计题目:多功能数字钟
设计要求:
1.准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。
2.小时的计时可以为“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以进行时、分、秒时间的校正。
二、设计原理及其框图
1.数字钟的构成
数字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。
图 1 所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字电子时钟方案框图
⑴多谐振荡器电路
多谐振荡器电路给数字钟提供一个频率1Hz 的信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
⑵时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。
其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60 进制计数器。
而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24 进制计数器。
⑶译码驱动电路
译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑷数码管
数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
2.数字钟的工作原理
⑴多谐振荡器电路
555 定时器与电阻R1、R2,电容C1、C2 构成一个多谐振荡器,利用电容的充放电来调节输出V0,产生矩形脉冲波作为时钟信号,因为是数字钟,所以应选择的电阻电容值使频率为1HZ。
⑵时间计数单元
六片74LS90 芯片构成计数电路,按时间进制从右到左构成从低位向高位的进位电路,并通过译码显示。
在六位LED 七段显示起上显示
对应的数值。
⑶校时电源电路
当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。
通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。
根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能。
因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。
图8所示即为带有基本RS 触发器的校时电路。
三、元器件
1.实验中所需的器材
单刀双掷开关4 个.
5V 电源.
共阴七段数码管 6 个.
74LS90D 集成块 6 块.
74HC00D 6个
LM555CM 1个
电阻 6个
10uF 电容 2个
2.芯片内部结构及引脚图
图2 LM555CM集成块
图374LS90D集成块
五、各功能块电路图
1秒脉冲发生器主要由555 定时器和一些电阻电容构成,原理是利用555 定时器的特性,通过电容的充放电使VC 在高、低电平之间转
换。
其中555 定时器的高、低电平的门阀电压分别是2/3VCC 和1/3VCC 电容器充电使VC 的电压大于2/3VCC 则VC 就为高电平,然
而由于反馈作用又会使电容放电。
当VC 小于1/3VCC 时,VC 就为低电平。
同样由于反馈作用又会使电容充电。
通过555 定时器的这一性质我们就可以通过计算使他充放电的周期刚好为1S这样我们就会得到1HZ 的信号。
其中555 定时器的一些功能对照后面目录。
其中555 定时器组成的脉冲发生器电路见附图4.
图4 555 定时器组成的脉冲发生器
由于我们要得到1HZ 的信号,所以我们就可以通过555 定时器充放电一次所需的时间的公式。
将那时间设为1S 然后设定两个电阻计算出另外那个电容值.在设定电阻值时我们要记住将电阻值设为比较常用的那种电阻值,得到的电容值也尽可能让它是比较普遍使用的。
这样就避免了在实际组装过程中很难买到当初设定的那电阻和计算出的电容值。
在这次设定中我们设定的电阻值RA=10KΩ,RB=62kΩ,C=10uF 经公式
f = 1.43 ÷【( RA + 2 RB )×C 】
可得近似为1HZ。
2、利用一个LED 数码管 一块74LS90D 连接成一个十进制计数器,电路在晶振的作用下数码管从0—9 显示 见图5。
图5
3 、利用2 片74LS90D 芯片连接成一个六十进制电路,电路可从0—59 显示。
第一片74LS90D芯片构成10 进制计数器,第二片74LS90D 芯片构成6 进制计数器。
74LS90D 具有异步清零功能。
在第一片74ls90 构成的十进制计数器中,当第十个脉冲来到时。
此时他的四级触发器的状态为“1001”。
这时他就会自动清零。
同时给第二片74ls90 构成的6 进制计数器进一,第六个脉冲进位到来时,此时第二片74ls90 芯片的触发器的状态为“0110”,这时QB,QC 均为高电平。
将QB 与RO1 相连,将Ro2 与Qc 相连,就会进行异步清零。
如此循环就会构成60 进制计数器.见附图6.
图6 十六进制电路
4、利用2 片74LS90D 芯片构成24 进制计数器。
一片构成二进制计数器,一片构成四进制计数器。
由于74LS90D 芯片清零是由两个清零端控制的,所以当第24 个脉冲到来时,第一片74lLS90D芯片的Qc 为高电平。
第二片74LS90D 芯片的Qb 为高电平,让第一片74LS90D 芯片的Qc 与两片芯片的Ro1 相连.让第二片74ls90 芯片的QB 与两片芯片的Ro2 相连。
当第24 个脉冲到来时就会进行异步清零。
如此循环就会构成24 进制计数器。
见附图7.
图7 24进制电路
5、数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能坐到完全准确无误,又因为电路中其他的原因数字钟总会产生走时误差的现象。
所以,电路中就应该有校准时间功能的电路。
在这次设计中教时电路用的是一个RS 基本触发器的单刀双置开关,每搬动开关一次产生一个计数脉冲.实现校时功能。
见附图8。
7、利用两个六十进制和一个二十四进制连接成一个时、分、秒都会进位的电路总图。
见附图8
图8 总电路图
六、心得体会
在这次设计中我们深深地体会到了理论跟实践的不同,理论学的再好不会动手那也只能是纸上谈兵。
我们了解了集成电路芯片的型号命名规律,懂得了没有某种芯片时的替代方法,以及在网上查找电子电路资料的方法,掌握了各芯片的逻辑功能及使用方法,进一步熟悉了集成电路的引脚安排,掌握了数字钟的设计方法,明白了数字钟的组成原理以及工作原理。
掌握了计数器的工作原理,以及计数器进制的组成方法和级联方法,实现了一次理论指导实践、理论向实践过渡的跨越,虽然期间遇到一些困难,但这些困难却增强了我们分析问题、解决问题的能力,使我们以后不仅只学习书本中的理论知识,而且知道
学以致用,动过动手实践是我们对书本中的理论知识掌握地跟牢固、理解地跟深刻,这对我们今后的工作及学习有积极的影响。
这次课程设计不仅再次复习了数字电子和模拟电子,而且让我对于芯片的使用更加了解。
增加了我的动手操作能力,加深了对该软件的了解。
这就是这次课程设计的成果,相信这些实际的操作经验会是我们以后的宝贵财富。