多功能电子钟课设实验报告.docx
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多功能电子钟课设实验报告
课题名称:
多功能电子表课程设计
任务要求:
,
(1)数字钟,能显示时、分、秒(23时59分59秒)
(2)作为计时秒表,能计60秒
(3)调整时间,能分别调整时、分、秒
(4)整点报时,整点前7s,5s,3s,1s时各发出1秒钟的声响。
时间安排:
第一周周一~周二查找相关资料,确定总体方案
周三~周四设计整体电路图,选定器件型号及数量
周五连接实物
第二周周一~周三调试电路,导师检查结果
周四~周五撰写课程设计报告
周五下午答辩
前沿
20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现在电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵,工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。
忘记了要做的事情,当事情不是很重要的时候,这种遗忘无伤大雅。
但是,一旦重要事情,一时的耽误可能酿成大祸。
数字钟事采用数字电路实现对时,分,秒,数字显示的技术装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场合,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛使用,使得数字钟的精度,远远超过了老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
可以说设计多功能数字时钟的意思已不只在于数字时钟本身,更大的意思在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。
在很多实际应用中,只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改,便可以得到实时控制的实用系统,从而应用到实际工作与生产中去。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有非常现实的意义。
元件清单
元、器件名称型号数量
共阴的数码管DCD-HEX-DIG-GREEN6
计数器74LS160D7
优先编码器74LS147D1
译码器74LS138D1
四输入与门74LS21D2
二输入与门74LS08D11
四输入与非门74LS20D2
反相器74LS04D6
二输入的或门74LS32D8
电阻100K12
目录
前言————————————————————————————I
元器件清单——————————————————————————II
一、总体设计方案———————————————————————1
二、单元电路设计———————————————————————2
1.秒脉冲产生电路———————————————————3
2…………———————————————————6
………..
…………
三、遇到的问题及解决方法———————————————————20
四、本次课程设计的收获及体会—————————————————22
参考文献———————————————————————————24
致谢———————————————————————————26
一、总体方案设计
数字钟主要分为数码显示器、60进制和24进制计数器、石英晶振电路、校时电路这几部分。
数字钟要完成显示需要6个数码管,八段的数码管需要译码器才能显示,然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和24进制计数器,在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真,频率可以随意调整,60进制和24进制计数器分别由2个十进制的160搭建而成,主题设计思路如下图所示:
略
校时功能是设计的难点,我们设计的两种方案,一种是需要校时时通过将160的置数端打到0,在160的输入端接编码器,需将时钟校时为多少就在编码器的输入端将对应的1置为0.但在实际操作中极为繁琐。
另一方案是:
二、单元电路的设计
(1)数码显示器
在Multisim11.0仿真器中,数码管分为需要译码器显示的和无需译码显示的两种,需要译码器的数码管有共阴和共阳之分。
在此电路中采用的是不需要译码显示的数码管,这样就简化了电路,增加了调试的正确性,如图2数码管需要译码器才能显示,74LS47是驱动共阳极数码管的器件,74LS48是驱动共阴极数码管的器件
(2)60进制和24进制计数器
在设计数字钟的电路中,进制是最主要的一部分,它关系着显示的正确与否。
关键在于了解各种器件的作用及功能,而且在调试的过程中不容易出问题,电路不会变的复杂,器件的选择要统一,一边调试成功。
160进制计数器
由两个74LS160以及与非门搭建而成,74LS160是10进制的计数器,其引脚图如下
其真值表如下
CLK
CLR
LOAD
ENP
ENT
工作转态
×
0
×
×
×
置零
1
0
×
×
预置数
×
1
1
0
1
保持
×
1
1
×
0
保持(但C=0)
1
1
1
1
计数
具体介绍160
由2个74LS160搭建成的60进制的计数器有两种方法,一种是采用CLR清零法,一种是采用LOAD置数法。
方法一:
采用预置数法,在计数到01011001时,将其中的“1”与与非门连接,接到LOAD上,使该计数器恢复到00000000,从而达到60进制计数器的功能,其电路图如下:
此方法虽然可能,但是在此次课程设计中,还需要实现的功能是校准,校准时用LOAD比较简单,因此在计数部分采用清零法。
方法二:
采用清零法,此方法需要一个临时过渡状态,因此是在计数到01100000时将其中的“1”与与非门连接,接到CLR上,使得该计数器清零,达到60进制计数器的功能,其电路图如下:
224进制计数器
连接24进制计数器也可以采用两种方法,同上,我们采用了清零法来实现24进制计数器,具体过程是在计数器计到00100011时,将其中的“1”与与非门接到一起,接到CLR管脚上,即为24进制计数器。
其电路图如下:
(3)整点报时电路
要求整点报时,整点前7s,5s,3s,1s时各发出1秒钟的声响。
即在59分53秒,59分55秒,59分57秒,59分59秒时,电路发生报时。
此功能可以通过与门连接而成。
其电路图如下:
(4)作为秒表时能计60秒
只要是在计数的时候设置其秒计数器在达到60秒时不会向分进位即可实现秒表的功能,这个功能通过一个开关来控制实现的,其电路连接如下:
其中m接的是分计数器的CLR端,这样在按下开关时,CLR端接0,该计数器清零,所以实现了秒表的功能。
(5)校时功能
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- 关 键 词:
- 多功能 电子钟 实验 报告