数字电路电子钟课程设计报告--葛昌利.doc

课程设计报告课程名称： 数字电子技术基础 设计题目： 智能数字钟 指导教师： 李 娟 时 间：2012 2013 学年第 二 学期 课程设计题目 智能数字钟课程设计目的及要求：一、 目的： 通过本次课程设计所要达到的目的是：提高学生在数字集成电路应用 方面的技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际 问题的能力。学生通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科 学实践的程序和方法。 二、要求：1、数字钟应具有以下功能：（1）用数字显示时、分、秒,时钟为二十四进制。（2）小时显示处具有灭零功能。（3）可以在任意时刻通过手动开关校准时间，校准电路要求可靠方便，手 动开关需具备消抖功能。（4）具有闹钟的功能，即数字钟定时到后，闹铃一分钟。（5）具有整点报时的功能。 （6）为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准秒脉冲信号。2、用EWB进行电路的仿真。3、写出设计报告。 课程设计详细内容： 一、时、分、秒计数器 输入信号是由1Hz的脉冲给的，作为秒信号经秒计数器、分计数器、时计数器之后，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时输出信号，然后通过集成译码器的数码管显示时、分、秒。“秒”和“分”计数器设计为六十进制，而“时”计数器设计为二十四进制。六十进制计数器和二十四进制计数器都采用反馈清零的方法来实现。（1）、秒钟模块 秒钟模块的输入信号是由频率为1Hz的脉冲信号发出的，利用两块7490集成模块来实现计数的目的，并采用反馈清零的方法来实现60进制，具体模块图见图1。 图1. 秒钟模块 （2）、分钟模块 分钟模块的时钟信号是由来自低位的秒钟产生的进位信号发出的，其他结构同秒钟模块一致。见图2。 图2.分钟模块（3）、时钟模块 时钟信号是由分钟模块产生的进位信号发出的，通过两片7490模块来实现二十四进制，其中，在高位片与数码管输出之间增加了一个4511模块，以达到小时的灭零功能，见图3。图3.时钟模块二、校准电路电子钟在刚接通电源或者时钟走时出现误差时，则需要进行时间的校准。这里以分钟校准为例，在秒钟模块到分钟模块的进位信号处，加上一个单刀双掷开关。不需要校准时，单刀双掷开关始终与来自低位的进位信号相连，实现自动计数，当需要手动校准时，只需按下开关，此时接高电平，当再次按下开关时，电路中由高电平变为低电平，产生一个下降沿的脉冲，高位片接收到脉冲信号实现计数加一。同样的，小时校准也是同样道理,见图4、图5。 图4.分钟校准 低位信号图5.小时校时三、整点报时电路数字钟显示整点时能及时报时，当时钟达到59分59秒时，其下一个时刻就是一个整点。所以当时钟达到59分59秒时，让电路输出高电平来驱动扬声器或者LED灯，见图6、7、8。图6.整点报时前图7.整点报时图8.整点报时后四、定时闹钟电路 数字钟正常计时到闹铃设定的时刻时，输出高电平来驱动扬声器或者LED灯实现报时。此电路的设计思想如下：定时闹钟电路需要设计一个闹钟分钟计数器和小时计数器。通过手动开关设置闹钟分钟计数器和小时计数器的时刻值，然后让闹钟计数器与正常走时的分钟、小时计数器的输出端进行比较，当所有的值都相同时，即电信号都相同时，表示数字钟走时时间到达闹钟的设定值，此时电路输出高电平，实现报时。闹钟计数器与正常走时的计数器按位进行比较时，采用同或门，相同则输出为1，高电平，再把所有的比较结果通过与门相与，如果输出为1的话，即设定的闹钟与正常工作的闹钟值相同时，驱动LED灯或者扬声器实现报时，见图9、10。 图9.闹钟模块 图10.闹钟 五、整体图注：可另附页课程设计总结及体会： 我们学习了数字电子电路和模拟电子电路，对电子技术有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西。通过这次数字闹钟的课程设计，我们才把学到的东西与实践相结合，从中对我们所学的知识有了更进一步的理解。在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了个芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。至于设计的成绩无须看得太过于重要，而是设计的过程，设计的思想和设计电路中的每一个环节，电路中各个部分的功能是如何实现的。各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点。 同时对普通计数器如何构成n进制计数器有了更深的了解和掌握，对自我的实际操作能力也有了很高的提升。 在这次设计过程中，也对EWB软件有了更进一步的了解，这使我在以后的工作中更加得心应手。在这次课程设计的两个星期时间内，我学会了许多，其中包括对数字电子技术这门课程的更深度的认识以及对软件应用有了深刻了解，并学会利用网络资源了解各器件的使用方法。在设计的过程中，遇到问题我会先独立思考，到自己不能解决的时候我就会和同学讨论。最后，在设计的过程中我进一步养成了软件设计的方法，完成一个项目的的程序，进一步了解了设计的步骤，进一步加深了对数字电子技术这门课的理解，增强了以后学习的兴趣，为以后的学习积累了一定的经验。 学生（签字） 葛昌利 _2013_年_6_月_22_日指导教师评语：课程设计成绩： 指导教师（签字）_ _年_月_日教研室意见： 教研室主任（签字） _年_月_日