湖南工程學院課程設計課程名稱 課題名稱 專業 班 級 學 號 姓 名 指導教師 2011年10月21日目錄一、 設計要求內容與要求二、 設計總體思路，基本原理和框圖三、 單元電路設計四、 仿真結果五、 實驗調試六、 總結與體會七、 整機原理圖一、設計內容與設計要求設計內容設計一個具有“時”、“分”、“秒”的十進制數字顯示鐘。具有校時、校分、校秒功能。設計振蕩器。設計要求設計思路清晰，給出整體設計框圖，畫出整機原理圖；給出具體設計思路，設計各單元電路、電路器件；總電路設計進行實驗調試，驗證設計結果；編寫設計說明書；所有圖紙和說明書用計算機打印。二、設計總體思路，基本原理和框圖本次課程設計依據數字鐘應具有時、校時兩大主要功能，可知該電路必須有如下幾部分組成，信號發生器、計數器、譯碼器、顯示器。然而其中信號發生器是秒、分、時所共有的，秒、分、時又分別擁有自己的計數器、譯碼器和顯示器。其中秒、分、時相互之間的關系又各不相同，從秒到分與從分到時都是六十進一，而小時則是逢24則歸零，故需分開設計。秒、分、時之間還涉及到進位的設計。基本原理：信號發生器產生頻率為1HZ的信號送往秒計時器，開始計時，通過進位一次讓分、時計時器計時，再將其分別譯碼，最后顯示出來，當其中還要有附加電路校時。數字時鐘原理框圖如下三、單元電路設計1.信號發生器在本次課程設計中采用了有CB555定時器設計的一個多振蕩器，當然也可以采用石英晶體多振蕩器。多振蕩器是一種自激振蕩器，在接通電源以后，不需要外加觸發信號，便能自動產生就行脈沖。由CB555的特性參數，可知當電源5V時，在100沒mA的輸出電流下輸出電壓為3.3V，故取Vcc為5V可以滿足脈沖幅度的需求。當參數如下時，周期T=（R1+2R2）Cln2=1。這時剛好滿足一秒鐘的信號要求。圖1cr-jo5S■■■ZCZ：OTR1OISLJ-LJ11HKREScl—jz

計數電路is15Id13iaitio.74610是中規模集成的同步十進制加法器簡單的介紹就是當R'、LD'、EP、ET接入高電平是，74610計數器開始計數，即當接收到時鐘信號為上升沿時，記一次時。從0000開始狀態開始計時，直到輸入第九個技術脈沖為止，此時為1001狀態，再返回0000is15Id13iaitio.4位同步二進制計數器74160的功能表CLKRd'LD'EPET工作狀態X0XXX置零+10XX預置數X1101保持X11X0保持（但C=0）+1111計數圖3CLRai3I_KCLRai3I_KInpGNDRCOQAQBQCQDENTLQAD圖4數字鐘的計數電路是由兩個60進制計算器與一個24進制計數器電路實現，數字鐘的計數電路的設計可以使用反饋清零法，當計數器正常工作時反饋電路不工作，只有當脈沖信號來臨時才產生計數電路清零，實現相應模塊的循環計數。以60進制計數器來說，當計數器從00,01，02,03?59計數時反饋門不起作用，只有當第60個脈沖信號來臨是才產生作用，使得計數器置零。在這里我們采用的是74160來實現60進制計數及24進制計數。3.六十進制計數電路（秒、分計時電路）簡單說就是個位計數0?9,十位哦0?5,即個位十進制，十位逢6進一。圖560進制電路圖二十四進制電路圖這樣連接他們的反饋門都是由一個與非門接74160的置0端CLR’構成。當第24個脈沖信號來臨前反饋門不工作，計數器不實行置零，當第24個信號來臨是則實行置零操作。簡單說個位與十位都處于十進制計數狀態，但當十位是二十四且個位是四時讓個位與十位都置零。圖624進制電路圖顯示模塊顯示管，如下圖從右至左兩兩依次是秒、分、時。圖7圖7數碼顯示管的接線電路圖如下數碼顯示管的接線電路圖如下CLR"VCC^CLKRCOAQABQBCQCDQDCLR"VCC^CLKRCOAQABQBCQCDQDENPENTGNDLCMT416151+13圮7CLR/VCC^CLKRCOAQABQBCQCDWENPENTGNDLOADf1874L60^LIHL10■-?1615W131E3456校時電路該電路如果是分鐘校時，則右側接秒信號（如果是時校時，則右側接分鐘信號），左側輸入端接信號發生器輸出的頻率為1HZ的信號。當正常工作時，圖中開關如圖所示，需要校時時，則只需將開關打向另一側。圖9

四、仿真結果電路圖仿真主要在于驗證電路圖的功能，檢查修正，直到得到正確的電路圖。用EWBf仿真結果如下，沒發現錯誤。圖10五、試驗調試該電路調試主要分為幾塊，其一就是秒、分、時、的工作；其二就是秒分之間，分時之間的進位；最后一項，校時電路能否正常工作。與調試有關截圖如下：1kQhm1kQhm-VVV1kOhmKa/v圖11校時開關12圖12圖校時后恢復正常工作狀態六、總結與體會本次電子電路課程設計，老師簡單講解后給我們布置任務，要求獨立完成課程設計任務。本著獨立自主的原則，我在為期一周的的電子課程設計中學到的不單是簡單的書本知識，還有處事、學習的態度。在知識方面，我先是大概的學習了EWB使用，這是開始必備的基礎。整個課程設計讓我經歷了一個的軟件使用，另一方面我學會到了怎樣面對一個陌生的事物，也學會了該怎樣去學習新的東西。面對新的事物不應該被其陌生面貌嚇到，要敢于學習，善于發現，積極面對。這是我們該擁有的品質。當然與此同時，我還學習到了更多的數電知識，掌握了更多的數字電路知識，對課本有了新的認識，這對接下來的數電學習是有利的。在本次課程設計中還有些許體會。有些東西分開來與整合起來是不同的。局部與總體是有區別的。結合課程設計具體一點說就是，也許你能很快弄懂每個單元電路，但要拼湊起來實現整體功能，此時卻一片茫然，不知所措。日常生活又何嘗不是呢？懂一點，知一面，似懂非懂。這時要堅持下去，撥開迷霧方能見到真面目。當然在這個過程堅持很重要，但方法不容忽視。好的方法有助于更好更快的認識新事物，看清全面貌。具體說，在本次課程設計中，我是從功能出發，構建總的原理框圖，在得到總的原理框圖，再是自下向上，自左向右進行電路設計的，最后縱觀全局。好的收獲要總結，總結以后用于日后的生活學習指導。七、整機原理圖13圖電氣與信息工程系課程設計評分表項 目評價優良中及格差設計方案的合理性與創造性軟件設計完成情況硬件調試完成情況設計說明書