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1、電工學A1課程設計,設計題目： 數字電子鐘計時系統(tǒng)設計,一、設計任務和基本要求,設計任務：,用中、小規(guī)模集成電路設計一臺數字電子鐘,基本要求如下： 采用LED顯示累計時間“時”、“分”、“秒”。 具有校時功能。,二、設計步驟,,圖1 數字電子鐘系統(tǒng)框圖,,,1秒信號發(fā)生器,秒信號發(fā)生器是數字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數字鐘通常用晶體振蕩器產生的脈沖經過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。,圖2 秒信號發(fā)生器,,,注：鼓勵同學們查閱資料、利用其他方法設計秒信號發(fā)生電路,利用555定時器設計,,注：鼓勵同學們查閱資料、利用其他方法設計秒信號發(fā)生電路,設計方法二,2秒、分、時計數器設計,
2、秒、分計數器為60進制計數器，小時計數器為24進制計數器。實現(xiàn)這兩種模數的計數器采用中規(guī)模十進制集成計數器。使用“置數法”或“清零法”以及利用計數器的級聯(lián)方法，可實現(xiàn)任意進制的計數器。,（1）60進制計數器,首先將兩片十進制集成計數器設置成十進制加法計數器，將第一片計數器的進位輸出連到第二片計數器的進位輸入，這樣兩片計數器最大可實現(xiàn)100進制的計數器?，F(xiàn)要設計一個60進制的計數器，可利用“置數法”或“清零法”的方法實現(xiàn)。當計數器輸出“2Q3Q2Q1Q0、lQ3Q2Q1Q0=0110、0000”時，通過門電路形成一置數脈沖，使計數器歸零。此電路可作為秒、分計數器。,二片74LS290可構成100
3、以內的計數器,例：60進制計數器,,,,,,,,,.,0010(2),0100(4),,S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,,,,,,,,,,,,,計數脈沖,,S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,,,,,,,,,,,,,,十位,個位,兩位十進制計數器（100進制）,,,,,（2） 24進制計數器,同理當個位計數狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0100”，十位計數器狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0010”時，要求計數器歸零。通過把個位Q2、十位Q1相與后的信號送到個位、十位計數器的置數端，使計數器復零，從而構成24進制計數器。,二片74LS2
4、90可構成100以內的計數器,例：二十四進制計數器,0010(2),0100(4),十位,個位,兩位十進制計數器（100進制）,注意事項,觸發(fā)方式（上升沿/下降沿觸發(fā)） 清零信號 進制 TTL/CMOS,3譯碼顯示電路,譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數器的輸出代碼進行翻譯，變成相應的數字。用于驅動LED七段數碼管的譯碼器驅動LED七段共陽極（共陰極）顯示數碼管。由LED七段數碼管組成的一位數碼顯示電路。若將“秒”、“分”、“時”計數器的每位輸出分別接到相應七段譯碼器的輸入端，便可進行不同數字的顯示。注意應在譯碼器輸出與數碼管之間串聯(lián)的R為限流電阻。,注意事項,數碼管的類型（共陰/共
5、陽） TTL/CMOS,4校時電路,數字鐘啟動后,每當數字鐘顯示與實際時間不符時,需要根據標準時間進行校時。 校“秒”時，有兩種方法： （1）采用等待校時。將琴鍵開關K1按下，此時利用門電路封鎖，使秒信號進入不到“秒計時器”中，此時暫停秒計時。當數字鐘秒顯示值與標準時間秒值相同時，立即松開K1，數字鐘秒顯示與標準時間秒計時同步運行，完成秒校時。 （2）采用清零（置零）校時，當將琴鍵開關K1按下，使得秒計數器置零，實現(xiàn)秒校時。,?！胺帧薄ⅰ皶r”的原理比較簡單，采用加速校時。例如分校時使用G2、G3、G4三與非門，當進行分校時時，按下琴鍵開關K2，由于門G3輸出高電平，秒脈沖信號直接通過G2、G4
6、門電路被送到分計數器中，使分計數器以秒的節(jié)奏快速計數。當分計數器的顯示與標準時問數值相符時，松開K2即可。當松開K2時，門電路G2封鎖秒脈沖，輸出高電平，門電路G4接受來自秒計數器的輸出進位信號，使分計數器正常工作。同理，“時”校時電路與“分”校時電路工作原理完全相同。,注意事項,TTL/CMOS 設計出合理的邏輯關系并構成電路,5電路調試,(1)標準秒信號調試 用示波器觀察標準秒信號的輸出應為一標準秒信號波形。 (2)時、分、秒及顯示電路的調試 將秒信號分別引入到時、分、秒計數器單元電路中，觀察電路的工作情況。 (3)校時電路的測試 將秒信號分別引入到校時電路中，分別按下K1及K2，檢查分計
7、數器及時計數器的工作情況。,二、設計成果及要求,課程設計結束時，應完成下列設計成果： 1課程設計說明書； 2設計圖紙，即整個系統(tǒng)的電路圖。,課程設計說明書撰寫要求如下：,1編寫內容要求 按照課程設計任務書的要求，編寫課程設計說明書（不少于3000字）。要求內容正確，語言力求簡練，表達清楚。說明書中的計量單位、制圖、制表、公式、縮略詞和符號應遵循國家的有關規(guī)定。 說明書應包括以下內容： （1）封面 （2）目錄 （3）摘要 （4）正文 系統(tǒng)概況、總體設計方案的論證及選擇、原理說明、設計計算及元器件選擇等。 （5）總結與致謝 本次課程設計的收獲、意見或建議、對指導教師的致謝等。 （6）參考文獻,,2
8、課程設計說明書撰寫規(guī)范 一律采用A4帶頁眉的打印紙、用黑色簽字筆或鋼筆手寫，要求字跡工整。 設計圖紙繪制要求如下： 一律采用A3紙、用鉛筆手繪，圖紙右下角要有標題欄。,三、設計成績評定,1考核依據 （1）學生在課程設計期間的實際表現(xiàn)及工作能力； （2）課程設計說明書、設計圖紙等設計成果的完成質量。 2評分方式 課程設計成績按百分制計分，其中： 考勤占20%， 設計圖紙質量占30%， 設計說明書占30%。 答辯占20%,四、參考文獻,1 秦曾煌.電工學（下冊）M.北京：高等教育出版社.2005 2 康華光.電子技術基礎（模擬部分）M. 北京：高等教育出版社.2006 3 康華光.電
9、子技術基礎（數字部分）M. 北京：高等教育出版社.2006 4 姚福安. 電子電路設計與實踐M. 濟南：山東科學技術出版社.2005,五、本次課程設計特別說明,關于課程設計說明書： 1、需要用統(tǒng)一的格式（統(tǒng)一封面，統(tǒng)一紙的樣式） 2、嚴禁抄襲！（包括課程設計說明書和課程設計圖紙） 關于設計內容： 1、鼓勵同學們查閱資料，創(chuàng)新設計，如果設計有新意，則會給予加分。 2、要求上機調試，且需要將軟件存檔。 關于課程設計期間的紀律問題： 1、嚴禁在機房玩游戲看電影等娛樂活動，否則取消上機資格，以曠課記錄。 2、允許請假，但不允許無故請假和曠課。,本次課程設計時間安排,周一：上午設計講解，下午上機。 周二：上午自己查閱資料，自己設計，下午講解課程設計說明書書寫。 周三：上午上機，下午自己設計。 周四：完成圖紙以及課程設計說明書 周五：手繪圖紙和手寫課程設計說明書上交，驗收，答辯，課程設計結束。,
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