数字钟电路设计的感悟

1.怎样写数字时钟设计的心得

题 目: 数字钟的设计心得学 年: 学 期: 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师及职称: 时 间: 一、设计目的1. 熟悉集成电路的引脚安排。

2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。3. 了解面包板结构及其接线方法。

4. 了解数字钟的组成及工作原理。5. 熟悉数字钟的设计与制作。

二、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;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,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5秒进行蜂鸣报时;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。2.设计要求画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出。

3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

三、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图 3-1所示为数字钟的一般构成框图。

图3-1 数字钟的组成框图⑴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。

⑵分频器电路 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()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。

⑶时间计数器电路 时间计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。⑷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。

⑸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。2.数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。

图3-2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。

电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。

晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。

从有关手册中,可查得C1、C2均为30pF。当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。

由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。

非门电路可选74HC00。图3-2 COMS晶体振荡器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。

通常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。例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器。

常用的2进制计数器有74HC393等。本实验中采用CD4060来构成分频电路。

CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。

图3-3 CD4046内部框图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进制计数器计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码。

一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能。为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示。

该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效)。图3-4 74HC390(1/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。

CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。

将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法。

2.怎么写数字钟课程设计的心得

数字电子技术课程设计 心得体会 交通灯信号控制电路设计 心得体会: 1、通过这次课程设计,加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图,和芯片上的选择。这个方案总共使用了74LS248,CD4510各两个,74LS04,74LS08,74LS20,74LS74,NE555定时器各一个。

2、在设计过程中,经常会遇到这样那样的情况,就是心里想老着这样的接法可以行得通,但实际接上电路,总是实现不了,因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强,由于课本上的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能,而且考试内容有限,所以在这次课程设计过程中,我们了解了很多元件的功能,并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

平时看课本时,有时问题老是弄不懂,做完课程设计,那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。

比如一些芯片的功能,平时看课本,这次看了,下次就忘了,通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践,实践是认识的动力和最终目的,实践是检验真理的唯一标准。

所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 4、在制作PCB时,发现细心耐心,恒心一定要有才能做好事情,首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单,兼顾到方方面面去考虑是很需要的,否则只是一纸空话。

5、在画好原理图后的做PCB版时,由于项目组成员对单面板的不熟悉,导致布线后元件出现在另一边,增加了布线难度,也产生很多不曾注意的问题,今后要牢记这个教训,使以后布线更加顺利。 6、经过两个星期的实习,过程曲折可谓一语难尽。

在此期间我们也失落过,也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情,点点滴滴无不令我回味无长。

生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。

通过实习,我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义,我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说,设计确实有些辛苦,但苦中也有乐,在如今单一的理论学习中,很少有机会能有实践的机会,但我们可以,而且设计也是一个团队的任务,一起的工作可以让我们有说有笑,相互帮助,配合默契,多少人间欢乐在这里洒下,大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作,我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说,确实很累,但当我们看到自己所做的成果时,心中也不免产生兴奋; 正所谓“三百六十行,行行出状元”。

我们同样可以为社会作出我们应该做的一切,这有什么不好?我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作,也许有人认为设计的工作有些枯燥,但我们认为无论干什么,只要人生活的有意义就可。

社会需要我们,我们也可以为社会而工作。既然如此,那还有什么必要失落呢?于是我们决定沿着自己的路,执着的走下去。

同时我认为我们的工作是一个团队的工作,团队需要个人,个人也离不开团队,必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。

实习中只有一个人知道原理是远远不够的,必须让每个人都知道,否则一个人的错误,就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。

而这次实习也正好锻炼我们这一点,这也是非常宝贵的。 对我们而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。

挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆! 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。 这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多专业知识问题,最后在老师的辛勤指导下,终于游逆而解。

同时,在老师的身上我们学也到很多实用的知识,在次我们表示感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢! 7、此次课程设计,学到了很多课内学不到的东西,比如独立思考解决问题,出现差错的随机应变,和与人合作共同提高,都受益非浅,今后的制作应该更轻松,自己也都能扛的起并高质量的完成项目。 8、在此,感谢于老师的细心指导,也同样谢谢其他各组同学的无私帮助! PROTEL99SE 软件工具应用技巧 Protel 99SE 提供了一系列的电路设计工具、优秀的文件管理系统,使用户真正享受到方便快捷而又形象的设计自动化,使设计人员从烦琐的电路设计中解脱出来,只需拥有一台电脑,即可完成从电路原理图的设计到最终的印制电路板设计的全部过程。

它包含有各功能模块和标准的元件库。 主要功能模块: Protel 99SE 具有出色的用户管理技术,强大的自动化设计功能,灵活的。

3.数字电路课程设计的心得体会

为什么没人啊?都在忙本科教育评估去了。

最核心的是时序逻辑电路的设计,要培养出良好的空间想象能力。高性能的数字信号处理芯片,不用标准单片机和标准嵌入系统,那速度慢,要缴纳知识产权许可费用,发达国家都是专门有针对性设计的时序逻辑电路的独立设计。

例如上个世纪80年代的苹果牌个人计算机,就是用许多通用中小规模数字集成电路搭建的时序逻辑电路,国内以此仿照了中华学习机。现在的CPU设计复杂,时序逻辑电路都集成在芯片里面,集成度高,要靠高等院校的教材和实验课程,实在没法设计出低端的CPU。

所以一般都是购买国外集成电路系统的构架,以此为基础设计,这就有知识产权的费用,到了流片的时候,人家要统计你的生产数量,要收费的。这就是基础教育关系的国家安全的一个例子。

4.数字时钟设计的总结怎么写

电子钟相关毕业设计 ·数字电子钟的电路设计 (字数:9242,页数:22 )·数字电子钟的设计与制作 (字数:8017,页数:22 )·数字钟的设计 (字数:6208,页数:21 )·基于8051单片机的数字钟 (字数:21638,页数:50)·基于单片机的电子时钟控制系统 (字数:7935,页数:42 )·数字电路数字钟设计 (字数:4846,页数:21 )·电子闹钟设计 (字数:4094,页数:19 )·定时闹钟设计 (字数:5714,页数:24 )·智能定时闹钟设计 (字数:3826,页数:18 )·下棋定时钟设计 (字数:5290,页数:24 )·多功能数字钟设计与制作 (字数:13129,页数:34)·基于单片机的电子钟设计 (字数:7710,页数:24 )·基于单片机的数字电子钟设计 (字数:10301,页数:42)·基于Labview的虚拟数字钟设计 (字数:17457,页数:32)·电子日历钟 (字数:10677,页数:33)·数字钟的设计与制作 (字数:4922,页数:23 )·单片机数字钟设计 (字数:15355,页数:47)·基于单片机的数字钟设计 (字数:12541,页数:27)·单片机定时闹钟设计 (字数:8450,页数:24 )·万年历可编程电子钟控电铃 (字数:14371.页数:41)·数字定时闹钟设计 (字数:7770,页数:28 )·基于EDA技术的数字电子钟设计 (字数:12247,页数:32)·多功能时钟打点系统设计 (字数:8353,页数:31 )·智能音乐闹钟设计 (字数:10002,页数:37)·基于AT89S51单片机的数字电子钟设计 (字数:14560,页数:39)。

5.数字钟课程设计报告

数字电子技术课程设计报告题 目: 数字钟的设计与制作 学 年学 期: 专 业 班 级:学 号: 姓 名: 指导教师及职称:讲师时 间: 地点:设计目的熟悉集成电路的引脚安排.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法.了解面包板结构及其接线方法.了解数字钟的组成及工作原理.熟悉数字钟的设计与制作.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;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,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5秒进行蜂鸣报时;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号.2.设计要求画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出.3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题.4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会.设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路.由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定.通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟.图 3-1所示为数字钟的一般构成框图.图3-1 数字钟的组成框图⑴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.⑵分频器电路 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()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.⑶时间计数器电路 时间计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.⑷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.⑸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.2.数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定.图3-2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体,电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波.输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器.电容C1,C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能.由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确.晶体XTAL的频率选为32768HZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数.从有关手册中,可查得C1,C2均为30pF.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施.由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性.非门电路可选74HC00.图3-2 COMS晶体振荡器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.通常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.例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有74HC393等.本实验中采用CD4060来构成分频电路.CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便.CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能.图3-3 CD4046内部框图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进制计数器计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码.一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能.为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示.该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效).图3-4 74HC390(1/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可.CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连.秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换.将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图3-5所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA。

6.急求助一篇学习心得

数字电子技术课程设计报告一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。因此,我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求(1)设计指标 ① 时间以12小时为一个周期;② 显示时、分、秒;③ 具有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;④ 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;⑤ 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。

(2)设计要求① 画出电路原理图(或仿真电路图);② 元器件及参数选择;③ 电路仿真与调试;④ PCB文件生成与打印输出。(3)制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。

(4)编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。三、原理框图 1.数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

(a) 数字钟组成框图2.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。

一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类,一类是用TTL门电路构成;另一类是通过CMOS非门构成的电路,本次设计采用了后一种。如图(b)所示,由CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。

输出反馈电阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。

由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。(b) CMOS 晶体振荡器(仿真电路)3.时间记数电路一般采用10进制计数器如74HC290、74HC390等来实现时间计数单元的计数功能。

本次设计中选择74HC390。由其内部逻辑框图可知,其为双2-5-10异步计数器,并每一计数器均有一个异步清零端(高电平有效)。

秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。

秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图 2.4所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。

十进制-六进制转换电路分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连。时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为12进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行12进制转换。

利用1片74HC390实现12进制计数功能的电路如图(d)所示。 (d)十二进制电路另外,图(d)所示电路中,尚余-2进制计数单元,正好可作为分频器2HZ输出信号转化为1HZ信号之用。

4.译码驱动及显示单元电路选择CD4511作为显示译码电路;选择LED数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字,再由数码管显示出来。

这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片,再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。

5.校时电路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,In1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状态。

7.设计数字钟(电子技术课程设计)

数字电子钟的设计(由数字IC构成) 一、设计目的1. 熟悉集成电路的引脚安排。

2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。3. 了解面包板结构及其接线方法。

4. 了解数字钟的组成及工作原理。5. 熟悉数字钟的设计与制作。

二、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;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,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5秒进行蜂鸣报时;为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。 2.设计要求 画出电路原理图(或仿真电路图);元器件及参数选择;电路仿真与调试;PCB文件生成与打印输出。

3.制作要求 自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。4.编写设计报告 写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

三、设计原理及其框图1.数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图 3-1所示为数字钟的一般构成框图。

图3-1 数字钟的组成框图 ⑴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。

⑵分频器电路 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()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。

⑶时间计数器电路 时间计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。⑷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。

⑸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。2.数字钟的工作原理1)晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。

图3-2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路,这个电路中,CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路,U2实现整形功能,将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电 阻R1为非门提供偏置,使电路工作于放大区域,即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。

电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络,完成对振荡频率的控制功能,同时提供了一个180度相移,从而和非门构成一个正反馈网络,实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。

晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。

从有关手册中,可查得C1、C2均为30pF。当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。

由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为10MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。

非门电路可选74HC00。图3-2 COMS晶体振荡器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。

通常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。例如,将32768Hz的振荡信号分频为1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器。

常用的2进制计数器有74HC393等。本实验中采用CD4060来构成分频电路。

CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768HZ的信号分频为2HZ,其内部框图如图3-3所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。

图3-3 CD4046内部框图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进制计数器计数器,其输出为两位8421BCD码形式;分计数和秒计数单元为60进制计数器,其输出也为8421BCD码。

一般采用10进制计数器74HC390来实现时间计数单元的计数功能。为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图 2.3所示。

该器件为双2—5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效)。图3-4 74HC390(1/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。

CPA(下降没效)与1HZ秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。

将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图3-5所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数。

8.数字钟的电路设计

根据设计任务和要求,对照数字电子钟的框图,可以分以下几部分进行模块化设计。

1. 秒脉冲发生器 脉冲发生器是数字钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量,通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如晶振为32768 Hz,通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出. 2. 计数译码显示 秒、分、时、日分别为60、60、24、7进制计数器、秒、分均为60进制,即显示00~59,它们的个位为十进制,十位为六进制。

时为二十四进制计数器,显示为00~23,个位仍为十进制,而十位为三进制,但当十进位计到2,而个位计到4时清零,就为二十四进制了。 周为七进制数,按人们一般的概念一周的显示日期“日、1、2、3、4、5、6”,所以我们设计这个七进制计数器,应根据译码显示器的状态表来进行,如表1.1所示。

按表1.1状态表不难设计出“日”计数器的电路(日用数字8代替)。 所有计数器的译码显示均采用BCD—七段译码器,显示器采用共阴或共阳的显示器。

Q4 Q3 Q2 Q1 显示 1 0 0 0 日 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 表1.1 状态表 3. 校时电路 在刚刚开机接通电源时,由于日、时、分、秒为任意值,所以,需要进行调整。 置开关在手动位置,分别对时、分、秒、日进行单独计数,计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入。

4. 整点报时电路 当时计数器在每次计到整点前六秒时,需要报时,这可用译码电路来解决。即 当分为59时,则秒在计数计到54时,输出一延时高电平去打开低音与门,使报时声按500Hz频率呜叫5声,直至秒计数器计到58时,结束这高电平脉冲;当秒计数到59时,则去驱动高音1KHz频率输出而鸣叫1声。

五、参考电路 数字电子钟逻辑电路参考图如图1.3所示。 参考电路简要说明 1. 秒脉冲电路 由晶振32768Hz经14分频器分频为2Hz,再经一次分频,即得1Hz标准秒脉冲,供时钟计数器用。

2. 单次脉冲、连续脉冲 这主要是供手动校时用。若开关K1打在单次端,要调整日、时、分、秒即可按单次脉冲进行校正。

如K1在单次,K2在手动,则此时按动单次脉冲键,使周计数器从星期1到星期日计数。若开关K1处于连续端,则校正时,不需要按动单次脉冲,即可进行校正。

单次、连续脉冲均由门电路构成。 3. 秒、分、时、日计数器 这一部分电路均使用中规模集成电路74LS161实现秒、分、时的计数,其中秒、分为六十进制,时为二十四进制。

从图3中可以发现秒、分两组计数器完全相同。当计数到59时,再来一个脉冲变成00,然后再重新开始计数。

图中利用“异步清零”反馈到/CR端,而实现个位十进制,十位六进制的功能。 时计数器为二十四进制,当开始计数时,个位按十进制计数,当计到23时,这时再来一个脉冲,应该回到“零”。

所以,这里必须使个位既能完成十进制计数,又能在高低位满足“23”这一数字后,时计数器清零,图中采用了十位的“2”和个位的“4”相与非后再清零。 对于日计数器电路,它是由四个D触发器组成的(也可以用JK触发器),其逻辑功能满足了表1,即当计数器计到6后,再来一个脉冲,用7的瞬态将Q4、Q3、Q2、Q1置数,即为“1000”,从而显示“日”(8)。

4.译码、显示 译码、显示很简单,采用共阴极LED数码管LC5011-11和译码器74LS248,当然也可用共阳数码管和译码器。 1. 整点报时 当计数到整点的前6秒钟,此时应该准备报时。

图3中,当分计到59分时, 将分触发器QH置1,而等到秒计数到54秒时,将秒触发器QL置1,然后通过QL与QH相与后再和1s标准秒信号相与而去控制低音喇叭呜叫,直至59秒时,产生一个复位信号,使QL清0,停止低音呜叫,同时59秒信号的反相又和QH相与后去控制高音喇叭呜叫。当计到分、秒从59:59—00:00时,呜叫结束,完成整点报时。

2. 呜叫电路 呜叫电路由高、低两种频率通过或门去驱动一个三极管,带动喇叭呜叫。1KHz 和500Hz从晶振分频器近似获得。

如图中CD4060分频器的输出端Q5和Q6。Q5输出频率为1024Hz,Q6输出频率为512Hz。

转载请注明出处文章阅读网 » 数字钟电路设计的感悟

感悟

中华传世经典家训感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍中华传世经典家训感悟,内容包括《中华家训格言集锦》读后感400字左右谢谢您,《中华家训名篇》读后感作文,《中华经典诵读》读后感。《中华家训名篇》是中国历史上第一部内容丰富、体系宏大的家训,也是一部学术著作,其内容涉

感悟

狼性培训签单感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍狼性培训签单感悟,内容包括狼性执行力培训心得体会怎么狼性执行力培训心得体会怎么写爱问知,狼性执行力培训心得体会怎么写,狼性教育读后感。鼓励孩子成为强者 心态决定命运,狼之所以成为动物界的强者,是因为它一出生就强烈

感悟

南昌起义写感悟1500字

阅读(4)

本文主要为您介绍南昌起义写感悟1500字,内容包括《南昌起义》观后感作文,南昌起义的读后感,写一篇读《八一南昌起义》有感,的读后感。《军歌嘹亮:南昌起义》读后感1927年春天,4月,蒋介石在上海发动了反革命政变,7月,汪精卫在武汉叛变革命,南昌起

感悟

描写动作句子感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍描写动作句子感悟,内容包括描写人物动作的句子写体会,描写人物外貌、动作、语言的句子,要写体会啊急,描写人物外貌、动作、语言的句子,要写体会啊急。她握住我的手,下下打量一番,轻轻叹了口气。2、她站了起来,回答得那么准确,

感悟

小学班主任感悟随笔

阅读(4)

本文主要为您介绍小学班主任感悟随笔,内容包括读《班主任工作漫谈》有感作文,小学班主任心得体会,每周一篇,班主任工作经验交流材料作文。做了两年的大队辅导员之后,我又重回到班级里,做了四年级一班的班主任。也许是与班主任这项工作离开的

感悟

家长共读感悟怎么写50

阅读(3)

本文主要为您介绍家长共读感悟怎么写50,内容包括亲子共读心得体会大约50字左右·,亲子阅读感受50字家长发言稿,家长签字,得写大约五十字感言,怎么写啊..。在学校召开亲子共读活动以来,我与儿子一起阅读《小布头奇遇记》和《怪城奇遇记》,读到

感悟

优美的句子及感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍优美的句子及感悟,内容包括优美句子摘抄感悟,优美句子和感受摘抄,优美句子摘抄和感悟摘抄优美段落带感受格式:摘抄:..爱问。不是一场赛跑,而是一次旅行。比赛在乎终点,而旅行在乎沿途风景。 1】生活中可以没有诗歌,但不能没有诗

感悟

木兰诗感悟四百字

阅读(3)

本文主要为您介绍木兰诗感悟四百字,内容包括读《木兰诗》有感不少于400字,木兰诗的读后感100字,读《木兰诗》有感100字。花木兰的事迹传至今,主要应归功于《木兰辞》这一方民歌绝 唱,是这篇长篇叙事诗歌颂了花木兰女扮男装替父从军的传奇故事

感悟

走进菜市场感悟

阅读(4)

本文主要为您介绍走进菜市场感悟,内容包括以走进菜市场为题目写一篇作为,走进市场作文怎么写把自己看到的听到的感受到的事认真回忆一下,以走进菜市场为题目写一篇作为。走进菜市场 今天,我去参观菜市场,那里人山人海,热闹极了,走进菜市场。首

感悟

2017智慧树答案大全感悟考古

阅读(4)

本文主要为您介绍2017智慧树答案大全感悟考古,内容包括有没有好心人知道哪里有感悟考古答案单元测试答案从学科研究目的,智慧树全部答案,智慧树全部单元答案。下面是答案,希望可以帮助到你 是在网址妙状元.com找到的 希望对你有所帮助,请采纳

感悟

高中毕业前的感悟作文

阅读(4)

本文主要为您介绍高中毕业前的感悟作文,内容包括毕业前的感想作文,高中毕业感悟600字作文,高中毕业感悟600字作文。三年的高中生活,弹指一挥间的永恒,而今回忆起着三年的高中生活,更多的是惆怅,更多的是对命运的拷问。三年的地狱式的生活。今天

感悟

学生哲学与人生的感悟

阅读(4)

本文主要为您介绍学生哲学与人生的感悟,内容包括哲学与人生学后感不少于800字,谈谈你对《哲学与人生》的感受,学习哲学与人生的心得体会。哲学:“使人作为人而能够成为人” 学科学,我不说,你糊涂;我一说,你明白。而学哲学,我不说,你明白;我一说,你糊

感悟

画配诗活动感悟

阅读(4)

本文主要为您介绍画配诗活动感悟,内容包括开展一次“诗配画,诗配乐”的赏诗活动,在优美的音乐声中,在清,以记一次诗配画比赛写一篇作文,求高人帮这一幅画配一首诗,10分钟急。http://www.cq.xinhuanet.com/news/2008-04/08/content_12901684

感悟

衔接教材语文第三章阅读感悟

阅读(4)

本文主要为您介绍衔接教材语文第三章阅读感悟,内容包括五年级人教版下册语文书第三课阅读链接的体会,阅读活着第三章的读后感,《童年》第三章读书感悟。一个小村,一座小城。还有主人公福贵。这故事讲述了福贵的一生。他是地主的儿子,娶了城里

感悟

中华传世经典家训感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍中华传世经典家训感悟,内容包括《中华家训格言集锦》读后感400字左右谢谢您,《中华家训名篇》读后感作文,《中华经典诵读》读后感。《中华家训名篇》是中国历史上第一部内容丰富、体系宏大的家训,也是一部学术著作,其内容涉

感悟

狼性培训签单感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍狼性培训签单感悟,内容包括狼性执行力培训心得体会怎么狼性执行力培训心得体会怎么写爱问知,狼性执行力培训心得体会怎么写,狼性教育读后感。鼓励孩子成为强者 心态决定命运,狼之所以成为动物界的强者,是因为它一出生就强烈

感悟

南昌起义写感悟1500字

阅读(4)

本文主要为您介绍南昌起义写感悟1500字,内容包括《南昌起义》观后感作文,南昌起义的读后感,写一篇读《八一南昌起义》有感,的读后感。《军歌嘹亮:南昌起义》读后感1927年春天,4月,蒋介石在上海发动了反革命政变,7月,汪精卫在武汉叛变革命,南昌起

感悟

描写动作句子感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍描写动作句子感悟,内容包括描写人物动作的句子写体会,描写人物外貌、动作、语言的句子,要写体会啊急,描写人物外貌、动作、语言的句子,要写体会啊急。她握住我的手,下下打量一番,轻轻叹了口气。2、她站了起来,回答得那么准确,

感悟

小学班主任感悟随笔

阅读(4)

本文主要为您介绍小学班主任感悟随笔,内容包括读《班主任工作漫谈》有感作文,小学班主任心得体会,每周一篇,班主任工作经验交流材料作文。做了两年的大队辅导员之后,我又重回到班级里,做了四年级一班的班主任。也许是与班主任这项工作离开的

感悟

家长共读感悟怎么写50

阅读(3)

本文主要为您介绍家长共读感悟怎么写50,内容包括亲子共读心得体会大约50字左右·,亲子阅读感受50字家长发言稿,家长签字,得写大约五十字感言,怎么写啊..。在学校召开亲子共读活动以来,我与儿子一起阅读《小布头奇遇记》和《怪城奇遇记》,读到

感悟

优美的句子及感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍优美的句子及感悟,内容包括优美句子摘抄感悟,优美句子和感受摘抄,优美句子摘抄和感悟摘抄优美段落带感受格式:摘抄:..爱问。不是一场赛跑,而是一次旅行。比赛在乎终点,而旅行在乎沿途风景。 1】生活中可以没有诗歌,但不能没有诗

感悟

战争与和平好词好句和句子的感悟

阅读(3)

本文主要为您介绍战争与和平好词好句和句子的感悟,内容包括谁能告诉我《战争与和平》,《复活》的好词好句和随感,描写战争与和平的好词好句好段,战争与和平话题的作文题目标题好词好句好段初中。《战争与和平》--精彩语句或段落 1每个人都