二十四小時制數字鐘系統(tǒng)設計

《二十四小時制數字鐘系統(tǒng)設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《二十四小時制數字鐘系統(tǒng)設計（24頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、沈陽航空航天大學 課程設計 （說明書） 二十四小時制數字鐘系統(tǒng)設計 班級/學號 學生姓名 mandy 指導教師 徐 嵩 沈陽航空航天大學 課程設計任務書 課程名稱 數字邏輯課程設計 課程設計題目 二十四小時制數字鐘系統(tǒng)設計 課程設計的內容及要求： 一、設計說明與技術指標 設計一個二十四小時制數字鐘系統(tǒng)電路，技術指標如下： 該數字鐘系統(tǒng)要求利用二十四小時制表示時間，利用6位數碼管進行具體時 間顯示；另外要求有三個按鍵進行時間調節(jié)，一個調整時間功能鍵，按一次此鍵進入 調時功能；連按兩次進入調分功能；連按三次進入調秒功能；另外兩個按鍵分別為 功能與功能。 二、設計

2、要求 1 .在選擇器件時，應考慮成本。 2 .根據技術指標,通過分析計算確定電路和元器件參數。 3 .畫出電路原理圖（元器件標準化，電路圖規(guī)范化\ 三、實驗要求 1 .根據技術指標制定實驗方案；驗證所設計的電路，用軟件仿真。 2 .進行實驗數據處理和分析。 、推薦參考資料 1.童詩白，華成英主編.數字電子技術基｛出.[M]北京：高等教育出版社，2006 五、按照要求撰寫課程設計報告 成績 指導教師 日期 一.概述 數字鐘是采用數字電路實現(xiàn)“時"、"分〃、"秒"數字顯示的計時裝置。由于數字 集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的使用"吏得數字鐘的精度、穩(wěn)定度遠遠超過了機 械鐘表

3、。鐘表的數字化在提高報時精度的同時，也大大擴展了它的功能，諸如定時自 動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研 究數字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。本設計就是關于數字鐘的設計。 本設計的數字鐘是二十四小時制的數字鐘系統(tǒng)，設備上配備另外有三個按鍵，分 別為空格鍵，用來控制"時〃、"分"、"秒〃三個分路的時間調節(jié)；W鍵，用來調整時 間起到"的作用；Q鍵，用來調整時間起到“，’的作用。操作時，按一次空格鍵 可以使"時〃停止，通過Q和W鍵來調整時間，同理，按兩次空格鍵調整〃分：三 次調整〃秒”，四次回到正常運行狀態(tài)。 本報告包括方案的原理，方案的設計步驟，各

4、部分電路的設計，性能的測試，以 及設計的心得體會。 二.方案的原理 本方案主要采用具有加減功能的十進制的計數器74LS192來實現(xiàn)數字鐘系統(tǒng)的 設計，采用門電路與加法計數器74LS160控制各個分電路的運行，采用門電路的組合 實現(xiàn)時間的調整，當調整時間的時候，按下空格鍵會給對應的74LS160片 子一個脈沖從而控制分電路,74HC160片子的輸出端連接著門電路與74LS192的片 子，配合按鍵就可以實現(xiàn)對數字鐘的時間調整功能。 原理框圖如圖1所示。 圖T二十四小時制數字鐘系統(tǒng)的原理框圖 總共三條分電路，分別控制"時"、"分"、"秒"。每條分路，例如控制"秒”的分 路中，又

5、由兩個顯示器，兩個計數器和一組利用" + 調整時間的門電路組成。 最后通過控制電路，用按下空格鍵的次數來控制每條分電路的時間調整。 三、電路設計 1 .控制電路 控制電路由顯示器，開關，門電路，和計數器74LS160組成。當按下1次空格 鍵（開關）時，會給計數器74LS160 一個脈沖，同時顯示器顯示數字1 ,再通過門電 路的組合，使進入控制"時”的計數器74LS192的UP和DOWN引腳的均為高電平, 就能控制"時電路”的停止，同理，按下2次控制"分電路"，3次控制"秒電路”， 而按下4次空格鍵時，電路則正常運行?？刂齐娐啡鐖D2所示。 時電路分電路 ( < U22 DCD_H

6、EX_DIG_BLUE 秒電路 U31A U34A 74ALS21AN 74LSO4D U23A U50A ^qZ> MkSMD 74ALS21AN 74LS04D US3A . U27A SSJ auy 意 o38S U17 74LS160N m S qq m < -o o- ■■■ 圖2控制電路 2 .調節(jié)電路 調節(jié)電路主要由開關和門電路構成，在控制電路中選擇了要停止的電路后，通過 門電路的組合，給計數器74LS192的UP或DOWN 一個低電平，就可以實現(xiàn)"+"、 的調節(jié)功能，調節(jié)電路如圖3所示。 DOWN 3 .計數器與顯示電路 計數器

7、與顯示電路主要由加減計數器74LS192，門電路和顯示器組成,完成最基 本的數字鐘的運行。將"分"和"秒”用兩個74LS192片子接成60進制的計數器， 將"時’接成24進制的計數器，60進制計數器與顯示電路如圖4所示，24進制計 數器與顯示電路如圖5所示。 U5 DCD_HEX_DIG_BLUE U6 DCD_HEX_DIG_BLUE 泌3騁m 88 3385 t t /9 m a。n4 o t a ” a k 111 74LS192N U12 74LS192N NK& ▲ dn▲ NKQO▲ 圖4 60進制計數器與顯示電路 U40 8888 aoai V

8、 3? aM? 8? Hu 0un A Nxoa▲ U41 DCD HEX DIG BLUE DCD HEX DIG BLUE 67A I I 74ALS20AN 136 74LS192N 臉 v i a u m y 圖5 24進制計數器與顯示電路 ?性能的測試 按電路圖連接好電路 ,調整到23時59分50秒，再正常工作到00時00分00秒。 時 分 秒  1 23 X X 2 23 59 X 3 23 59 50 4 00 00 00 圖6測試數據表 按照測試數據表對電路進行測試，得到如圖7,8,9,10所示

9、的結果。 NM亙芭 8苴 O5 a Oss 55? u 2 y *5 <，fl r.L 5? 亙S3 3mBMa X3H 0 3n-B9IQX3HG3Q 8A 了ONV 口三 壬ulw & won S3 石“A 33B aa X3H—Q3Q VAS卜 fl 5

10、 OCD HEX MG BLUE DCD_HEX_G_BLUE 1H r Q- % 82 88品 I I 82 8弘8 I I 山—— 37 NdK U35 74LS2N ；53 . Ut W ^vcc 丁 5V % t ale MA 7ULSW 叫 ILS她 正?? ，4儼 5V U9 El XDHEX (XG B

11、L^VIOCD HEX DIG BLUE ■ ■ _ _ _ U14A 82曲“ I I U1 74ALs4 5V 廠二 USIA ,7

12、 DCD_HEX_OG_BLUE U8 DCD_HEX_OG_BIUE DCD_HEX_G_BLUE UG 聞 VW] u- 88 8g 一 U3&A 74財 V 88 7ILS152H U67A 74ALs笈期 2 5 2? 吊助吧~| vcc H = 5V 1 八S" pan VCC ~T 5V st I Q I C L^L T- 88 BBSS I “fl J1JaU14A B8 8隴

13、5 88 5 3? VCC 1 -L 1-w U12 7CS192N M1 1LS192N iX 丁 5V DCO HEX_WQ BLUE Q Uto MS USA /\74MN UI公 WMSE 州 s ma… U1 nlsiM USIA uw LG g 11 4A N0O 2 al MALAWI UH 1 3軼 “ISKC U40 U41 Br DCD_

14、HEX_DIG_BLUE DCD_HEX_DIG_BLUE U8 U9 DCD HEX MG BLUE U5 U6 Bra DCD_HEX_G_BLUE DCD_HEX_D*G_BLUE 五.結論 本次測試結果和要求的數據完全一樣，任務書的要求是該數字鐘系統(tǒng)要利用 二十四小時制表示時間，利用6位數碼管進行具體時間顯示；另外要求有三個按鍵進 行時間調節(jié)，一個調整時間功能鍵（空格），按一次空格鍵進入調時功能；連按兩次進 入

15、調分功能；連按三次進入調秒功能；另外兩個按鍵W和Q分別為功能與” 功能。本設計符合任務書的基本要求，可以實現(xiàn)任務書中要求的功能，并可以完美的 運行該數字鐘。 六■性價比 根據電路實現(xiàn)的功能來看，該二十四小時制數字鐘系統(tǒng)的性價比還是比較好的。 本設計電路主要應用了顯示器，74LS192計數器，74LS160計數器，門電路還有開關 這五種器件，盡量節(jié)省元器件以實現(xiàn)所要求的功能，各個元件間緊密聯(lián)系，數字鐘的 實現(xiàn)原理清楚簡潔，思路清晰，接法簡單，不繁雜，所用原件均為常用的數字電路原 件，成本低廉，用此設計可以節(jié)約成本，利于生產，并且所設計的電路的功能較為貼 近我們日常的生活，較為符合普通市面上所

16、生產出售的數字手表的功能，綜合還說此 設計性價比較高。 七.課設體會及合理化建議 經過兩周的二十四小時制數字鐘系統(tǒng)的數電課程設計，我深入學習了時序邏輯部 件的相關知識，查閱了相關圖書資料，并借助互聯(lián)網對該問題的原理進行細致的研究。 由于課題比較復雜。設計涉及到加減計數器74LS192等元器件，所以我特別對他們的 工作原理進行了較深刻的學習，同時也對他們的實際應用產生了一定的了解。 在課程設計的過程中，也出現(xiàn)了一些困擾我的問題，在書籍與互聯(lián)網都無法解答 我困惑的時候，老師給了我許多的講解與提示，因此，這次的課程設計也離不開老師 的幫助，因為對于74LS192這個計數器還不夠熟悉，在實現(xiàn)調節(jié)

17、功能中的功能 時，對于“時"，進行"00” -1的操作時因電路還未完善，會顯示“99”而非〃23”, 通過老師對原理的講解以及提示，最終，本設計被較為完美的實現(xiàn)了。 通過本次課設，我對數字電子技術基礎的知識有了進一步的理解。并且學習使用 了一款從未接觸過的軟件——Multisimo在開始時，對此軟件還不夠熟悉，而在此刻， 完成了此次數電課設時，我已經可以較為熟練的應用此軟件，并根據所設計的電路進 行仿真處理。 通過此次的課設，我學習到了許多在課堂上沒有學習到的知識，同時也提高了自 己的動手能力，設計出了較為實用，貼近現(xiàn)實的系統(tǒng)。把在課本上與自學到的理論融 入到了實際中。最后再次感謝老師這些

18、天耐心的指導，使我在本次課設過程之中收獲 良多，此次的課程設計所帶給我的所有的東西也必將在我以后的學習生活道路上起到 不可替代的作用。 參考文獻 [1]閻石主編.數字電子技術.[M]北京：高等教育出版社，2006年 [2]陳振官等編著.新穎高效聲光報警器. [M]北京：國防工業(yè)出版社，2005年 [3]謝自美編.電子線路設計?實驗?測試.[M]武漢：華中理工大學出版社，2000年 [4]付家才.電子實驗與實踐. [M]北京：高等教育出版社，2004年 [5]楊興瑤主編.新編實用電子電路500例.[M]北京：化學工業(yè)出版社，2006年 [6]南新志、劉計訓主編.數字電路實驗教程.[

19、M]濟南：山東大學出版社，2003年 [7]童詩白，華成英主編.模擬電子技術基礎.[M]北京：高等教育出版社，2006年 [8]華滿清主編.電子技術實驗與課程設計.[M]北京：機械工業(yè)出版社，2005年 [9]梁宗善編著.電子技術基礎課程設計.[M]武漢：華中科技大學出版社，2009年 [10]戴伏生主編.基礎電子電路設計與實踐.[M]北京：國防工業(yè)出版社，2002年 附錄I總電路圖 。工 5; 5; 25s: 2R8s: G 妻 STVS: so ssloalsxl 3 nlauxaH—8a S^I2O,2X srf OS I 80 XS3S cfn 3n=

20、20 X3H 80 flI 8A Lx生一 * 王力sw? 事-n S5R 5 1 OS X3H 000 ,f i 0 一 I fi >s 卜 fc 9S OS X3H 000 手< VS 二 FufzA 附錄u元器件清單 序號 編號 名稱 型號 數量 1 U38A 與非門 7400 N 5 2

21、 U14A 非門 7404N 22 3 U51A 或門 7408 N 15 4 U24A 同或門 74LS32N 6 5 U1 加減計數器 74LS192N 6 6 U17 加法計數器 74LS160N 1 7 U5 數碼管 DCD_HEX_BIG_BL UE 7 8 U13 時鐘脈沖 DIGITAI_CLOCK 1 9 S1 輕觸按鈕 PB_DPST 7