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1、VV课程设计说明书（2009/2010学年第一学期）课程名称：数字逻辑课程设计题目：整点报时数字钟电路设计专业班级：通信工程2班学生姓名：XXX学号：XXXXXXX指导教师：XX设计周数：1设计成绩：2010年01月15日目录1设计目的3.2设计要求3.3数字钟的基本组成及工作原理43.1数字钟的构成4四、数字钟的工作原理6.五、总体框图1.3六、元器件及报表1.5七、设计总结1.6八、心得体会1.79参考文献1.81、课程设计目的12、设计要求13、数字钟的基本组成及工作原理13.1 数字钟的构成3.2 单元电路设计4、数字钟的工作原理.54.1晶体振荡器电路4.2分频器电路4.3时间计数器
2、电路4.4译码驱动电路4.5数码管5、总体框图126、元器件及报表137、设计总结148、心得体会159、参考文献161 设计目的1. 显示时、分、秒采用24小时进制。2. 具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校验时的时候，停止分对时的进位。3.计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时。4为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。2 设计要求1、设计指标时间以24小时为一个周期；显示时、分、秒；具有校时功能，可以对小时和分单独校时，使其校正到标准时间，计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时，为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时
3、间的基准信号。2、设计要求画出电路原理图；元器件及参数选择。3编写设计报告：写出设计与制作的全过程，附上相关资料和图片。3 数字钟的基本组成及工作原理3.1数字钟的构成电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h的
4、累计。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。校时电路是来对“时、分”显示数字进行校对调整。数字钟的组成框图2、单元电路设计晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。分频器电路分频器电路将32768Hz的高频方波信号经327680次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。时间计数器电路时间计
5、数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管。四、数字钟的工作原理秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。1）晶体振荡器电路晶体振荡器是
6、构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。2）分频器电路通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级2进制计数器来实现。-411w加MiwHVniwJIHJInu-um-u分频器电路3）时间计数单元时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。时计数单元一般为12进制计数器或24进制计数器。24进制计数器：由74LS90构成的二十进制计数器，将一片74LS90设计成4进制加法计数器，另一片设置2进制加法计数器。既个位计数状态为QdQcQbQa=0100十位计数状态为QdQcQbQa=00
7、10时，要求计数器归零。通过把个位Qc、十位Qb相与后的信号送到个位、十位计数器的清零端，使计数器清零，从而构成24进制计数器。如图下:#60进制计数器：由74LS90构成的60进制计数器，将一片74LS90设计成10进制加法#计数器，另一片设置6进制加法计数器。两片74LS90按反馈清零法串接而成。秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为分计数器的输入脉冲CP1。下图电路即可作为秒计数器，也可作为分计数器。如图下:4）译码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，为了将计数器输出的8421BCD码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码
8、显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，一般这种译码器通常称为7段译码显示驱动器。数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。即为用COMS与或非门实现的时或分校时电路，Ini端与低位的进位信号相连；In2端与校正信号相连，校正信号可直接取自分频器产生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信号；输出端则与分或时个位计时输入端相连。当开关打向下时，因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时
9、状态。6）整点报时电路一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点前数秒内，数字钟会自动报时，以示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波，较复杂的也可以是实时语音提#/示o整点报时电路#电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的Q和Q、个位的Q和QCADA及秒计数器十位的Q和Q相与，从而产生报时控制信号。CA五、总体框图#CDifwnr1WTTTTa#整点报时数字钟总电路设计图六、元器件及报表PaliTy
10、peDesiyiuitorFootprintDcription1WOQ561MR1320pfC1VariableCapacitor20pfC2.Capacitor74LS74U21DIP-14DualD-TypgPositive-Edge-TriggeredFlip-FlopwithClearandPreset4060U20DIP-167400U19DIP-147400U14DIP-147408U13DIP-1474G8U15DIP-147432U22DIP-147432U23DIP-147432U24DIP-147432U16DIP-14744SU6DIP-167448U4DIP-16744
11、8U3DIP-167440U1DIP-167446U2DIP-167448U5DIP-16ANDU18ANDGateANDU17ANDGateCRYSTALY1CrystadpFasegDS5Seven-SegmentDisplayDPY7-SEGDS1Seven-SegmeritDuplayDP7-3EGDS2Seven-SegmerstDi即I対DP-SEGDS3Seven-SegmentDisplayDPY7-SEGDS4Seven-SegmentDisplayDPY7-SEGDS6Seven-SegmeritDisplayNOTU25InverterR?2R?1R?4R?3SNZ1LS
12、2MU12DIFDECADEANDWBINCNTSNM90sDIFuBadeandmbincntSNZ1LS290OF训DECADEANDWBINCNT別肚沏1U9OFDECADEANDi-BlTBINCNTSNMLS290U11OF14-iCADEANDWBINCNTDF-UDECADEANOmBINCNTSPEAKERLSISWSPOTs2SWSPOTSI七、设计总结从1月11日到1月15日，我们进行了为期一周的课程设计。通过这次课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和
13、解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。作为整个学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排在一周进行，但并不具有绝对独立的意义。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。对我们通信专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。通过电路设计的整个过程，掌握了对电子钟的设计使用。通过理论与实际的结合，进一步深入的体会到一种学习的方法，特别对
