数字电路课程设计总结报告

四川航天职业技术学院

电子工程系课程设计

专业名称:课程名称:课题名称:设计人员:

指导教师:2011年12月27日

摘要

数字钟是由振荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。振荡电路:主要用来产生时间标准信号,因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度,所以采用石英晶体振荡器。

分频器:因为振荡器产生的标准信号频率很高,要是要得到“秒”信号,需一定级数的分频器进行分频。

计数器:有了“秒”信号,则可以根据60秒为1分,24小时为1天的进制,分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器,分别为60进制,60进制,24进制计数器,并输出一分,一小时,一天的进位信号。

译码显示:将“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态,输入到译码器,产生驱动数码显示器信号,呈现出对应的进位数字字型。

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可以对分和时进行校时。另外,计时过程要具有报时功能,当时间到达整点前5秒开始,蜂鸣器不停地响5秒钟。

为了使数字钟使用方便,在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电能的输入,使得可以方便地直接插入220V的交流电就可以正常地使用了。

关键词:数字钟,振荡,计数,校正,报时

目录

二、设计框图及整机概述............................................................................................4

(一)设计框图.....................................................................................................5

(二)整机概述.....................................................................................................5

三、各单元电路的设计方案及原理说明....................................................................6

(一)振荡电路.....................................................................................................6

(二)分秒计数电路.............................................................................................7

(三)校时电路.....................................................................................................8

四、调试过程及结果分析............................................................................................9

五、设计、安装及调试中的体会................................................................................9参考文献......................................................................................................................10附录........................................................................................................................11

(一)整机逻辑电路原理图...............................................................................11

(二)PCB电路图................................................................................................12

(三)实物图.......................................................................................................13

(四)元件清单...................................................................................................14

《课程设计》任务书

一、课题名称:数字钟设计

二、技术指标:

1:精确计时,以数字形式显示分、秒的时间;

2:分和秒的计时要求为60进位;3:校正时间。

三、要求:

1:设计框图及整体概述。

2:列出各单元电路的设计方案及原理说明。

3:调试过程及分析。4:设计安装及调试的体会。

指导教师:申勇

学生:吴异

电子工程系

20011年12月25日

课程设计报告书评阅页

课题名称:数字时钟设计

姓级:G10电气自动化名:吴异

20011年12月25日

指导教师评语:

考核成绩:指导教师签名:

2011年12月25日

课程设计报告书评阅页

课题名称:数字时钟设计

姓级:G10电气自动化名:吴异

20011年12月25日

指导教师评语:

考核成绩:指导教师签名:

2011年12月25日

二、设计框图及整机概述

(一)设计框图

分显示器秒显示器

分译码器秒译码器

分计数器秒计时器

校时电路分频器振荡器

(二)整机概述

该系统的工作原理是:由振荡器产生稳定的脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器输出标准的秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位。计数器的输出经译码器送数码管显示器。计时出现误差时可以用校时电路进行校分。

三、各单元电路的设计方案及原理说明

(一)振荡电路

振荡器是数字钟的核心。这里采用由555与RC组成的多谐振荡器,振荡频率为f0=10Hz。再由分频器产生标准的秒脉冲1Hz信号。然后

将产生的1Hz信号送入秒计数器。3

(二)分秒计数电路

分和秒计数器都是模M=60的计数器,选用74LS92作为十位计数器,74LS90作为个位计数器。再将它们级联组成模数M=60的计数器。

(三)校时电路

校时电路由3个与非门和一个非门从秒的十位计数器接入信号,经过各个与非门与标准的1Hz信号进行校准,然后将校准后的信号输入到分计数器。

四、调试过程及结果分析

根据数字钟系统组成框图,按照信号流向,画出原理图,制作PCB板。然后分级安装,逐级级联。

在调试过程中出现了两个问题。一是在开始装好元器件后,分个位数码管无显示。后经过对照原理图以及PCB布线图发现问题为分个位计数器没有接入+5V电压。在电路板上用一根飞线连接,解决该问题。二是在分个位数码管能够显示后,发现其没有进位。当秒计数到60时,分的个位没有进位。后来发现照成该现象的原因是校时电路的开关S1的两个引脚被连接在了一起,用电烙铁将两个引脚分开后有了正常进位。数字钟开始正常工作。

五、设计、安装及调试中的体会

电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。

通过课程设计要实现以下两个目标:一、学生初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法。即学生根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践,而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际方面,运用已学过的分析和设计电路的理论知识,逐步掌握工程设计的步骤和方法,同时,课程设计报告的书写,为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。

在设计安装的过程中尤为要细心,出的任何一点小纰漏,最后都可能影响到数字钟的正常工作。如我在调试时出现的两个问题.

参考文献

[1]张俊谟.单片机原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.2000.6

[2]闰玉德,俞虹.MCS一51单片机原理与应用[M].北京:机械工业出版社.2003.

[3]孙裕晶,沙玲,赵红霞.实用控制系统设计教程[M].长春:吉林大学出版社.2000.[4]李及,赵利民.MCS一51系列单片机原理与应用[M].长春:吉林科学技术出版社.1995.[5]周兴华.手把手教你学单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社.2005.

[6]孙德文.微型计算机技术[M].北京:高等教育出版社.2001.

[7]姚君遗.汇编语言程序设计[M].北京:经济科学出版社.2000.

[8]李全利,迟荣强.单片机原理及接口技术[M].北京:高等教育出版社.2004.1.

[9]李广弟,朱月秀,王秀山.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社.2001.7.[10]何立民.单片机应用技术大全[M].北京:北京航空航天大学出版社.1994.

[11]罗杰、谢自美主编.电子线路[M].电子工业出版社,2008。

[12]张国云主编.电子技术基础实验教程[M].中南大学出版社,2006。

[13]朱定华编著.protel99SE原理图和印制板设计[M].清华大学出版社,2007。

(一)整机逻辑电路原理图录

(二)PCB

电路图

(三)实物图


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