电子技术综合实验课程设计-数字电子钟的设计.docx

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1、华州之力士学课程设计（综合实验）报告（20122013年度第一学期）名称：电子技术综合实验题目：数字电子钟的设计院系：电气与电子工程学院班级：通信1103学号：11U210310学生姓名：指导教师：设计周数：1周成绩：日期：2014年1月2目录任务书1一、课程设计目的与要求3二、设计框图及电路系统概述3三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算33. 1时分秒计时器43.2 译码显示部分63.3 校时部分63.4 整点报时部分63.5 任意闹钟部分8四、调试过程及结果分析9五、设计、安装及调试中的体会11六、参考文献1213七、附录华，匕电力大考课程设计（综合实验）报告电子技术综合实验任务书

2、一、目的与要求1 .目的1.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。1.2 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。1. 3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。2. 4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。2. 2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、

3、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。2. 3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。2. 4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。2. 5学会撰写综合实验总结报告。2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。3. 7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。二、主要内容共有8个既有学习价值

4、又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。1 .移位寄存器型彩灯控制器2 .智力竞赛抢答器3 .电子拔河游戏机4 .交通信号灯控制器5 .数字电子钟6 .电子密码锁7 .电子秒表8 .数字电子钟（硬件）三、进度计划序号设计（实验）内容完成时间备注1设计内容讲解、学习资料查找方法半天2发放材料、清点材料、熟悉各种元器件半天3查找资料、设计电路、绘制总体电路草图1天4电路组装并调试或在Multisim上绘制电路图、仿真并调试2天5验收、撰写实验报告1天四、设计（实验）成果要求L学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案

5、中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。2 .预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。3 .在MUltiSiIn软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。五、考核方式4 合以下指标评定课程设计总成绩：优、良、中、及格和不及格。1 .设计方案的正确性与合理性；2 .实验动手能力（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等）；3 .总结报告；4 .答辩情况（课题的论述和回答问题的情况）；5 .设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。学生姓名：指导教师：年月日华，匕电力大考课程设计（综合实验

6、）报告一、课程设计（综合实验）的目的与要求1 .设计一个能直接显示时，分，秒，并且有校时功能的数字电子钟。小时采用24进制。2 .设计24h整点报时控制电路，要求每整点发出一声响报时；要求在6:0022:00之间每整点报时一次,23:00-5:00之间整点不报时。3 .设计任意几点几分均可响铃的闹钟控制电路。铃响Imin,可提前终止。4 .更具规定的作息时间表，见表1,设计自动铃响控制电路。（选做）起床6:50上午上班8:00午饭11:45下午上班13:30下班17:30表1：作息时间二、设计框图及电路系统概述数字式电子钟的基本功能是能够实现时、分、秒得正确计时，计时单位为Iso因此，一个简单

7、的数字式电子钟，首先必须有计时显示电路和秒表脉冲产生电路。其次，当刚接通电源或时钟走时出现误差时，需要进行时间校准，否则就不能正确表示当前时间。因此，数字式电子钟应具有校时电路。另外，若要求数字电子钟能够自动整点报时或按要求时间闹铃，还应具有整点报时和闹铃控制的电路。若还需要其他功能，相应的还要有一些控制电路。综上所述，数字式电子钟应由三大部分组成：即计时显示电路、秒表脉冲产生电路和控制电路。在软件设计中秒脉冲产生电路可以省略，用时钟信号源代替。其结构框图如图所示：控制电路三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算3.1时分秒计时器首先由于显示器是逢十进一，因此可以选择十进制计数器的芯片74

8、LS160o1 .时计时器部分，即二十四进制计数器：24进制计数器是由两个10进制计数器74LS160级联组成，然后利用异步清零的方法实现。二十四进制采用了异步清零作用，因为异步清零的时间很短，所以是时间控制为0到23。状态图清零信号表达式：L=Q5Q2o电路实现如图1：U12UIlDCD_HEX图12.分、秒计时器部分，即六十进制计数器：60进制计数器是由两个10进制计数器：74LS160级联组成，然后利用异步清零的方法实现。同样的可以列出其真值表和状态图，由于篇幅省略真值表和状态图。最后得到清零信号的表达式为：Q6Q5O所以电路图如图2：3.2 译码显示部分采用的显示器的型号是DCD_HE

9、X,该显示器不需要外加译码器，可以直接接入74LSI60芯片的四个输出信号，当74LS160的输出信号为（X）Oo到100l时，改显示器分别显示为09。.也可以先把74LS160输出信号经过译码器74X48,再与显示器连接（相应的显示器的型号可选为SEVEN_SEG_COM_K）,可以实现相同的功能。具体连接方式如图3：其中四个角分别连输出信号。U93.3 校时部分对电子钟的时和分进行校时。当开关拨向校时档时，电子钟暂停工作。通过时，分校时开关分别对时，分进行校对，开关每按一次，与开关对应的时或分计数器加1,当调至需要的时与分时，开启运行开关，电子钟从设置的时间开始往后计时。具体电路实现如图4

10、：U16A74LS21D3.4 整点报时部分整点报时可以分为两个部分：第一是报时，第二是时间控制。需满足在6:0022:00之间每整点报时一次，23:005:00之间整点不报时。报时功能部分设计原理：通过组合逻辑电路，使得当秒计数的十位是5,分计数的十位为5,个位为9,即OIOIIOol时开始工作，此电路可以将响铃时间控制在59分50秒，且有IK触发器的导通与闭合，可以使之只在下降沿有效，这样就2秒响一次，一共响5次。状态转移图如下:状态图约定：L=I表示整点报时，L=O表示整点不报时。ABCDEFB表示输出信号（AB是时的十位信号,CDEF为个位信号，均为842IBCD码）23:00-5:0

11、0之间整点不报时真值表如下:ABCDEFL000110100011110010001001001101000010I0001I010010101001110101001010101101011010I011110I1000I01100111000()0110000111000101经卡诺图化简得函数:L=C-DE+AB+ABE+ABF用逻辑电路实现为如图5：图53.5 任意闹钟部分类似于时钟校时功能，通过两个电源信号源和两74LS160芯片可设订时间，该时间即为闹铃响的时刻。将设置闹铃的74LS160芯片的输出信号与时钟信号表示时和分的两片74LS160芯片比较，相同的话铃响。比较两信号所用的

12、芯片是74LS85,该芯片的引脚及功能表实现具体电路见附录。74LS85具有判断两个信号（4为）A与B是否相等的功能，AEQB=I,AGT=ALT=O且两个信号相等的时候OAEQB=I,OAGTB=OALTB=0;用四个74LS85串联一起，即可满足当设定时间的时和分信号与时钟的时和分信号相等时输出高电平，是蜂鸣器发出警报。比较电路如图6：四、调试过程及结果分析2.24h整点报时控制电路,要求每整点发出一声响报时;要求在6:0022:00之间每整点报时一次,23:005:00之间整点不报时。3.设计任意几点几分均可响铃的闹钟控制电路。铃响Imin,可提前终止。五、设计、安装及调试中的体会转眼间

13、，为期一周的数字电路课程设计就结束了。通过这一周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。设计，给人以创作的冲动。但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。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匏合型人才0课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书

14、到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识,学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。课程设计的过程中，由于对理论掌握的不熟练，或者是操作过程中发生失误，都会导致最后结果出不来。至善至美，是人类永恒的追求。但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。对我们通信工程专业的本科生来说，实际能力的培养