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1、塔里木大学信息工程学院课程设计1前言现代电电子技术术是一一门实用用性较强的课程程。通过过对这门门课程的的学习我我掌握了了数字逻逻辑门电电路、组组合逻辑辑器件、组组合逻辑辑电路的的分析与与设计、时时序逻辑辑器件、时时序逻辑辑电路的的分析与与设计等等相关知知识。PProtteuss是一种种实用的的数字电电路仿真真软件。虽虽然我并并没有系系统的去去学习过过这种软件件。但通通过每次次实验课课的探索索性使用用，我掌掌握了PProtteuss的基本本操作。上述知识识以及先先修课程程所学知知识为本本次现现代电子子技术课课程设计计奠定了了基础。就在课程程设计的的前几天天学院的的老师给给我们买买好了数数字电路路
2、常用的的元器件件，这为为设计物物理实现现提供了了条件。这次我的的课程设设计的题题目为：数字电电子钟的的设计。我所设计的数字电子钟的功能有：能显示星期、时、分、秒；能校时；能整点报时总体来讲讲，这次次设计的的实现包包括两个个过程：设计及及Prooteuus仿真真；实物物焊接。设设计及PProtteuss仿真可可以说是是整个设设计的最最最核心心的过程程，能否否完成好好这个过过程直接接关系到到设计的的成败。在在设计与与Prooteuus仿真真这个过过程设是是对所学学理论知知识的运运用而PProtteuss仿真是是对设计计的正确确与否的的检验以以及完成成对设计计的优化化。实物物焊接是是设计的的物理实实
3、现。需要说明明的是因因事先不不知道实实验室所所具有的的芯片的的型号在在完成设设计与仿仿真后才才知道自自己所用用的有些些芯片实实验室没没有（实实验室有有74lls488、744ls990、774LSS1611和5555定时时器而我我在设计计时用的的是744ls2248、774lss3900、744LS1163和和晶振）因因此后来来我又用用实验室室具有的的芯片重重新进行行了设计计并仿真真这样使使得我做做了两份份设计虽虽然两种种设计最最终所实实现的功功能时相相同的但但因使用用的芯片片不同导导致其内内部的连连接也不不同。这里因篇幅的的限制在在正文部部分我将将仅对后后一种设设计进行行论述。在本次课课程设
4、计计中我顺顺利的完完成了两两种方法法的设计计与仿真真，但在在实物焊焊接的过过程却出出现了一一点问题题。具体体内容将将在正文文部分论论述。数字钟钟从原理理上讲是是一种典典型的数数字电路路，其中中包括了了组合逻逻辑电路路和时序序电路。此此次设计计与制作作数字电电子钟的的目的是是让学生生在了解解数字钟钟的原理理的前提提下，运运用刚刚刚学过的的数电知知识设计计并制作作数字钟钟，而且且通过数数字钟的的制作进进一步了了解各种种在制作作中用到到的中小小规模集集成电路路的作用用及其使使用方法法。由于于数字电电子钟包包括组合合逻辑电电路和时时序电路路，通过过它可以以进一步步学习与与掌握各各种组合合逻辑电电路与时
5、时序电路路的原理理与使用用方法，从从而实现现理论与与实践相相结合。 总的来说，此次课程设计，有助于学生对电子线路知识的整合和电子线路设计能力的训练，并为后继课程的学习和毕业设计打下一定的基础。2项目概概况此次课程程设计的的题目是是：数字字电子钟钟设计。完完工期限限为6月7日至6月177日。由于于自身所所具备的的电子技技术的知知识还相相对较少，也也是基于于本次课课程设计计的目的的。所以以此次课课程设计计所设计计出的系系统规模模较小也也是在情情理之中中的。从从功能上上讲它也也不可能能具备高高度的一一体化和和自动化化。基于于上述的的特点此此项目也也就更谈谈不上经经济效益益和社会会效益了了。但此此次课
6、程程设计却却是有重重大意义义的。因因为通过过这次课课程设计计加深了了我对所所学知识识的理解解，同时时也提高高了我将将理论应应用于实实践的能能力更重重要的是是它为我我在今后后设计较较大甚至至更大的的电子信信息系统统奠定了了基础。3正文3.1设设计目标标 设计计一个能能能显示示星期、时时、分、秒秒；能校校时；能能整点报报时的数数字电子子钟。3.2元元器件及及芯片汇汇总与使使用说明明表一 元元器件及及芯片汇汇总序 号名 称参量值数 量量174LSS487274LSS906374LSS004474LSS2035555定定时器26电阻4个100k,，11个200k，11个800k，11个5330，1个个
7、430087固态电容容2个0.01uuf,11个8uuf,11个1uuf48蜂鸣器19共阴极七七段数码码管71074LSS1611111直流电源源74LSS48为为共阴型型显示译译码驱动动器，774LSS90有有一个二二进制计计数器和和一个异异步五进进制计数数器构成成，744LS1161为为具有异异步清零零同步置置数的十十六进制制加法计计数器，774LSS00由由4个二二输入的的与非门门构成，774LSS20由由两个44输入的的与非门门构成。可参见附录，也可参见各个芯片的引脚所对应的功能可参见正文的设计方法和内容部分的截图（再截图中对于每个芯片的引脚都有相应的能表示引脚功能的字母对其进行标识）
8、。3.3设设计的总总体方案案我所设计计的数字字电子钟钟由三大大部分构构成：计计时部分分、校时时部分、整整点报时时部分。我设计的顺序为：计时部分、校时部分、整点报时部分、脉冲发生电路。需要说明的是因Proteus自带脉冲发生器所以在计时部分及整点报时部分的设计及仿真过程中并未涉及到脉冲发生电路的设计及仿真而是直接调用了Proteus自带脉冲发生器而将脉冲发生电路的设计及仿真放到了整个数字电子钟设计与仿真的最后。在计时部分的设计及Proteus仿真过程中我采用了先局部后整体的思想，即先将整个计时部分划分为秒个位、秒十位、分个位、分十位、时、星期这样六个单元块再逐块的设计并仿真。在完成各个单元块的设
9、计及仿真后再将它们脉冲进位端连接起来对整个计数部进行仿真。脉冲发生电路用晶振或555定时器实现，在用晶振实现时要用分频器对其分频。3.4设设计方法法和内容容3.4.1 计时部部分的设设计及仿仿真计时部分分是数字字电子钟钟整个电电路的核核心部分分，它完完成星期期、时、分分、秒的的计数的的功能。对于计时部分的每个单元块其组成包括显示器、显示译码驱动器及计数器。除了星期单元块所选用的计数器为具有同步置数功能的74LS161之外其他各单元块均选二进制异步加法计数器74LS90，显示器均选用LED八段共阴数码管，显示译码驱动器均选用74LS48。秒个位完完成十进进制计数数因此只只需将774LSS90的的
10、12引引脚和11引脚连连接起来来即可进进行十进进制计数数。如图图3-11所示。图3-11 将774LSS90改改装为十十进制计计数器秒个位各各个组成成部分的的连接图图如图33-2所所示。图3-22 秒个个位各组组成部分分的连接接图在Prooteuus中调调用脉冲冲发生器器并设置置其频率率为1HHz再将将其加到到74LLS900的144引脚处处对秒个个位进行行仿真，仿仿真图如如图3-3所示示。图3-33 秒个个位仿真真图秒十位完完成六进进制计数数因此要要将744LS990改装装成一个个六进制制计数器器具体连连接如图图3-44所示。图3-44 将774LSS90改改装为六六进制计计数器秒十位各各个
11、组成成部分的的连接图图如图33-5所所示。图3-55 秒十位各组成成部分的的连接图图对秒十位位加脉冲冲进行仿仿真如图图3-66所示。图3-66 秒十位仿真图分个位与与分十位位的连接接情况同同秒个位位与秒十十位这里里不再赘赘述。对于时部部分我们们不能将将其分为为时个位位和时十十位单独独来看而而是将其其作为一一个整体体看成是是一个二二十四进进制计数数部分。因因此首先先我们要要用2片片74LLS900构成一一个二十十四进制制计数器器。我们们知道对对于每一一片744LS990来说说其内部部是由一一个二进进制计数数器和一一个异步步五进制制计数器器构成只只有将其其12引引脚与11引脚连连在一起起才构成成一
12、个异异步十进进制计数数器。现现在我们们要用22片744LS990构成成一个二二十四进进制的计计数器若若不考虑虑其它因因素构成成的方法法大概有有三种，一一是先将将两片774LSS90构构成一个个十进制制计数器器再将这这两片十十进制计计数器级级联起来来构成一一个一百百进制的的计数器器最后再再将这个个一百进进制的计计数器改改装成一一个二十十四进制制计数器器；二是是先将一一片744LS990改装装成一个个十进制制计数器器再与另另一个774LSS90内内部的五五进制计计数器级级联起来来构成一一个五十十进制计计数器最最后再将将这个五五十进制制的计数数器改装装成一个个二十四四进制计计数器；三是直直接将两两片
13、744LS990内部部的五进进制计数数器级联联起来构构成一个个二十五五进制的的计数器器再将这这个二十十五进制制计数器器改装成成一个二二十四进进制计数数器。但但考虑到到时部分分的计数数过程可可以排除除第三种种方法，通通过比较较一二两两种方法法明显可可以看出出第二种种方法的的连线较较为简单单，从后后面的论论述我们们还可以以发现选选择第二二种方法法的另一一个优点点。使用上面面所论述述的第二二种方法法将两片片74LLS900构成一一个二十十四进制制的计数数器的连连接图如如图3-7所示示。图3-77 将两片片74LLS900改装成成一个二二十四进进制计数数器时计数部部分的连连接图如如图3-8所示示。图3
14、-88 时计数数部分的的连接图图调用脉冲冲发生器器对其进进行仿真真如图33-9所所示。图3-99 时计数数部分的的仿真图图星期单元元块是一一个七进进制计数数部分。其其计数过过程与秒秒部分、分分部分和和时部分分相比存存在两点点不同，一一是星期期的计数数起点为为“1”而秒、分分和时的的计数起起点为00；二是是星期要要实现一一次跳跃跃计数，即即计数到到“6”之后将将直接跳跳跃至“8”（数字字“8”即表示示星期日日的“日”字）而而秒、分分和时均均不跳跃跃计数。基基于此774LSS90已已不能满满足星期期部分的的计数功功能的要要求，因因此这里里我们选选择具有有同步置置数功能能的十六六进制加加法计数数器7
15、44LS1161作作为星期期部分的的计数器器其配合合显示译译码驱动动器744LS448的试试灯功能能便可满满足星期期部分的的计数要求求。因774LSS1611是一个个十六进进制计数数器因此此我们必必须利用用其置数数功能将将其改装装成一个个计时起起点为“1”的七进进制计数数器如图图3-110所示示。图3-110 将将74LLS1661改装装成一个个计时起起点为“1”的七进进制计数数器需要说明明的是如如上图构构成的七七进制计计数器还还不具有有从“6”到“8”的跳跃跃功能应应将上图图与非门门的8引引脚接到到74LLS488的试灯灯端（33引脚）才才能实现现从“6”到“8”的跳跃跃功能。星星期部分分的连接接图如图图3-111所示示。图3-111 星星期部分分的连接接图调用脉冲冲发生器器对其进进行仿真真如图33-122所示。图3-112 星星期部分分的仿真真图到此计时时部分的的各个单单元块均均仿真完完毕接下下来要做做的就是是对整个个计时部部分进行行仿真在在进行仿仿真之前前应将各各个单元元块的脉脉冲进位位端连接接起来脉脉冲进位位端的具具体连接接情况是是：秒个个位计数数器的111引脚脚接秒十十位计数数器的114引脚脚；秒十十位计数数器的88引脚接
