二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計(共14頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 沈陽航空航天大學 課 程 設(shè) 計 （說明書） 二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計 班級 / 學號 學 生 姓 名 mandy 指 導(dǎo) 教 師 徐 嵩 沈陽航空航天大學 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 課 程 名 稱 數(shù)字邏輯課程設(shè)計 課程設(shè)計題目 二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)設(shè)計

2、 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求： 一、設(shè)計說明與技術(shù)指標 設(shè)計一個二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)電路，技術(shù)指標如下： 該數(shù)字鐘系統(tǒng)要求利用二十四小時制表示時間，利用6位數(shù)碼管進行具體時間顯示；另外要求有三個按鍵進行時間調(diào)節(jié)，一個調(diào)整時間功能鍵，按一次此鍵進入調(diào)時功能；連按兩次進入調(diào)分功能；連按三次進入調(diào)秒功能；另外兩個按鍵分別為“+”功能與“-”功能。 二、設(shè)計要求 1．在選擇器件時，應(yīng)考慮成本。 2．根據(jù)技術(shù)指標，通過分析計算確定電路和元器件參數(shù)。 3．畫出電路原理圖（元器件標準化，電路圖規(guī)范化）。 三、實驗要求 1．根據(jù)技術(shù)指標制定實驗方案；驗證所設(shè)計的電路，用軟

3、件仿真。 2．進行實驗數(shù)據(jù)處理和分析。 四、推薦參考資料 1. 童詩白，華成英主編．數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰寫課程設(shè)計報告 成績 指導(dǎo)教師 日期 一、概述 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的使用，使得數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠遠超過了機械鐘表。鐘表的數(shù)字化在提高報時精度的同時，也大大擴展了它的功能，諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定

4、時啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。本設(shè)計就是關(guān)于數(shù)字鐘的設(shè)計。 本設(shè)計的數(shù)字鐘是二十四小時制的數(shù)字鐘系統(tǒng)，設(shè)備上配備另外有三個按鍵，分別為空格鍵，用來控制“時”、“分”、“秒”三個分路的時間調(diào)節(jié)；W鍵，用來調(diào)整時間起到“+”的作用；Q鍵，用來調(diào)整時間起到“-”的作用。操作時，按一次空格鍵可以使“時”停止，通過Q和W鍵來調(diào)整時間，同理，按兩次空格鍵調(diào)整“分”，三次調(diào)整“秒”，四次回到正常運行狀態(tài)。 本報告包括方案的原理，方案的設(shè)計步驟，各部分電路的設(shè)計，性能的測試，以及設(shè)計的心得體會。 二、方案的原理 本方案主要采用具有加減功能的十進制的計數(shù)器74LS192

5、來實現(xiàn)數(shù)字鐘系統(tǒng)的設(shè)計，采用門電路與加法計數(shù)器74LS160控制各個分電路的運行，采用門電路的組合實現(xiàn)時間的“+”“-”調(diào)整，當調(diào)整時間的時候，按下空格鍵會給對應(yīng)的74LS160片子一個脈沖從而控制分電路，74HC160片子的輸出端連接著門電路與74LS192的片子，配合“+”“-”按鍵就可以實現(xiàn)對數(shù)字鐘的時間調(diào)整功能。 原理框圖如圖1所示。 譯碼顯示電路 時計數(shù)器 分計數(shù)器 秒計數(shù)器 調(diào)節(jié)電路 調(diào)節(jié)電路 調(diào)節(jié)電路 控制電路 圖1 二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)的原理框圖 總共三條分電路，分別控制“時”、“分”、“秒”。每條分路，例如控制“秒”

6、的分路中，又由兩個顯示器，兩個計數(shù)器和一組利用“+”“-”調(diào)整時間的門電路組成。最后通過控制電路，用按下空格鍵的次數(shù)來控制每條分電路的時間調(diào)整。 三、電路設(shè)計 1.控制電路 控制電路由顯示器，開關(guān)，門電路，和計數(shù)器74LS160組成。當按下1次空格鍵（開關(guān)）時，會給計數(shù)器74LS160一個脈沖，同時顯示器顯示數(shù)字1，再通過門電路的組合，使進入控制“時”的計數(shù)器74LS192的UP和DOWN引腳的均為高電平，就能控制“時電路”的停止，同理，按下2次控制“分電路”，3次控制“秒電路”，而按下4次空格鍵時，電路則正常運行?？刂齐娐啡鐖D2所示。 圖2 控制電路 2.調(diào)節(jié)電路 調(diào)節(jié)電路

7、主要由開關(guān)和門電路構(gòu)成，在控制電路中選擇了要停止的電路后，通過門電路的組合，給計數(shù)器74LS192的UP或DOWN一個低電平，就可以實現(xiàn)“+”、“-”的調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)電路如圖3所示。 圖3 調(diào)節(jié)電路 3.計數(shù)器與顯示電路 計數(shù)器與顯示電路主要由加減計數(shù)器74LS192，門電路和顯示器組成，完成最基本的數(shù)字鐘的運行。將“分”和“秒”用兩個74LS192片子接成60進制的計數(shù)器，將“時”接成24進制的計數(shù)器，60進制計數(shù)器與顯示電路如圖4所示，24進制計數(shù)器與顯示電路如圖5所示。 圖4 60進制計數(shù)器與顯示電路 圖5

8、24進制計數(shù)器與顯示電路 四、性能的測試 按電路圖連接好電路，調(diào)整到23時59分50秒，再正常工作到00時00分00秒。 時 分 秒 1 23 X X 2 23 59 X 3 23 59 50 4 00 00 00 圖6 測試數(shù)據(jù)表 按照測試數(shù)據(jù)表對電路進行測試，得到如圖7,8,9,10所示的結(jié)果。 圖7 測試1結(jié)果圖 圖8 測試2結(jié)果圖 圖9 測試3結(jié)果圖 圖10 測試4結(jié)果圖 五、結(jié)論 本次測試結(jié)果和要求的數(shù)據(jù)完全一樣，任務(wù)書的要求是該數(shù)字鐘系統(tǒng)要利用二十四小時制表示時間，利用6位數(shù)碼管進行具體

9、時間顯示；另外要求有三個按鍵進行時間調(diào)節(jié)，一個調(diào)整時間功能鍵（空格），按一次空格鍵進入調(diào)時功能；連按兩次進入調(diào)分功能；連按三次進入調(diào)秒功能；另外兩個按鍵W和Q分別為“+”功能與“-”功能。本設(shè)計符合任務(wù)書的基本要求，可以實現(xiàn)任務(wù)書中要求的功能，并可以完美的運行該數(shù)字鐘。 六、性價比 根據(jù)電路實現(xiàn)的功能來看，該二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)的性價比還是比較好的。本設(shè)計電路主要應(yīng)用了顯示器，74LS192計數(shù)器，74LS160計數(shù)器，門電路還有開關(guān)這五種器件，盡量節(jié)省元器件以實現(xiàn)所要求的功能，各個元件間緊密聯(lián)系，數(shù)字鐘的實現(xiàn)原理清楚簡潔，思路清晰，接法簡單，不繁雜，所用原件均為常用的數(shù)字電路原件，成本

10、低廉，用此設(shè)計可以節(jié)約成本，利于生產(chǎn)，并且所設(shè)計的電路的功能較為貼近我們?nèi)粘５纳?，較為符合普通市面上所生產(chǎn)出售的數(shù)字手表的功能，綜合還說此設(shè)計性價比較高。 七、課設(shè)體會及合理化建議 經(jīng)過兩周的二十四小時制數(shù)字鐘系統(tǒng)的數(shù)電課程設(shè)計，我深入學習了時序邏輯部件的相關(guān)知識，查閱了相關(guān)圖書資料，并借助互聯(lián)網(wǎng)對該問題的原理進行細致的研究。由于課題比較復(fù)雜。設(shè)計涉及到加減計數(shù)器74LS192等元器件，所以我特別對他們的工作原理進行了較深刻的學習，同時也對他們的實際應(yīng)用產(chǎn)生了一定的了解。 在課程設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些困擾我的問題，在書籍與互聯(lián)網(wǎng)都無法解答我困惑的時候，老師給了我許多的講解與提示，因

11、此，這次的課程設(shè)計也離不開老師的幫助，因為對于74LS192這個計數(shù)器還不夠熟悉，在實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能中的“-”功能時，對于“時”，進行“00”-1的操作時因電路還未完善，會顯示“99”而非“23”，通過老師對原理的講解以及提示，最終，本設(shè)計被較為完美的實現(xiàn)了。 通過本次課設(shè)，我對數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的知識有了進一步的理解。并且學習使用了一款從未接觸過的軟件——Multisim。在開始時，對此軟件還不夠熟悉，而在此刻，完成了此次數(shù)電課設(shè)時，我已經(jīng)可以較為熟練的應(yīng)用此軟件，并根據(jù)所設(shè)計的電路進行仿真處理。 通過此次的課設(shè)，我學習到了許多在課堂上沒有學習到的知識，同時也提高了自己的動手能力，設(shè)計出了較

12、為實用，貼近現(xiàn)實的系統(tǒng)。把在課本上與自學到的理論融入到了實際中。最后再次感謝老師這些天耐心的指導(dǎo)，使我在本次課設(shè)過程之中收獲良多，此次的課程設(shè)計所帶給我的所有的東西也必將在我以后的學習生活道路上起到不可替代的作用。 參考文獻 [1] 閻石主編. 數(shù)字電子技術(shù). [M]北京：高等教育出版社，2006年 [2] 陳振官等編著. 新穎高效聲光報警器. [M]北京：國防工業(yè)出版社，2005年 [3] 謝自美編. 電子線路設(shè)計實驗測試. [M]武漢：華中理工大學出版社，2000年 [4] 付家才. 電子實驗與實踐. [M]北京：高等教育出版

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14、 附錄I 總電路圖 附錄II 元器件清單 序號 編號 名稱 型號 數(shù)量 1 U38A 與非門 7400N 5 2 U14A 非門 7404N 22 3 U51A 或門 7408N 15 4 U24A 同或門 74LS32N 6 5 U1 加減計數(shù)器 74LS192N 6 6 U17 加法計數(shù)器 74LS160N 1 7 U5 數(shù)碼管 DCD_HEX_BIG_BLUE 7 8 U13 時鐘脈沖 DIGITAI_CLOCK 1 9 S1 輕觸按鈕 PB_DPST 7 專心---專注---專業(yè)