數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告
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數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告
設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字電子鐘邏輯電路 專業(yè)班級： 自動化112班 學(xué)生姓名： xx 學(xué) 號：xx指導(dǎo)教師： xx 設(shè)計(jì)時間： xx
教師評語： 成績 評閱教師 日期
一、摘要
所謂數(shù)字鐘，是指利用電子電路構(gòu)成的計(jì)時器。相對機(jī)械鐘而言，數(shù)字鐘能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時，并顯示時、分、秒，而且可以方便準(zhǔn)確的對時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時的功能。因此，數(shù)字鐘的應(yīng)用十分廣泛。我們要通過這次的課程設(shè)計(jì)掌握數(shù)字鐘的原理，學(xué)會設(shè)計(jì)簡單的數(shù)字鐘。
二、設(shè)計(jì)任務(wù)
用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺能顯示時、分、秒24時制地的數(shù)字電子鐘，具體要求如下：
時為00-23二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器； 秒、分為00-59六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；
整點(diǎn)報(bào)時，整點(diǎn)報(bào)時電路要求在每個整點(diǎn)前鳴叫五次低音（100Hz），整點(diǎn)時再鳴叫一次高音（500Hz）。
三、工作原理
數(shù)字電子鐘所采用的是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161和十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74SL160，根據(jù)時分秒各個部分的的不同功能，設(shè)計(jì)成不同進(jìn)制。秒的個位，需要10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十位需6進(jìn)制計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)到59時清零并進(jìn)位）。秒部分設(shè)計(jì)與分鐘的設(shè)計(jì)完全相同；時部分的設(shè)計(jì)為當(dāng)時鐘計(jì)數(shù)到24時，使計(jì)數(shù)器的小時部分清零，從而實(shí)現(xiàn)整體循環(huán)計(jì)時的功能。
四、可選器材：
(1)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)箱， (2)直流穩(wěn)壓電源，
(3)集成芯片：74LS161 2個、74LS160 4個、 74LS00 2個、 74LS20 1個。 (4)喇叭，1/4W、8Ω。
五、參考電路見附錄一、附錄二
六、方案的設(shè)計(jì)
計(jì)數(shù)部分：利用74LS161芯片，74LS160芯片和74LS00芯片組成的計(jì)數(shù)器，它們采用異步連接，利用外接標(biāo)準(zhǔn)1Hz脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。
1. 顯示部分： 將兩片74LS161芯片和四片74LS60的Q0Q1Q2Q3腳分別接到實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)碼顯示管上，根據(jù)脈沖的個數(shù)顯示時間。 (一)設(shè)計(jì)步驟及方法
所有74LS161芯片和74LS160的16腳接5V電源(置為1)，3腳、4腳、5腳、6腳和8腳接地（置為0）。74LS00芯片的14腳接5V電源（置為1），7接地。 1. 秒設(shè)計(jì)
秒部分具體設(shè)計(jì)如圖示：
秒部分設(shè)計(jì)圖
秒的個位部分為逢十進(jìn)一，十位部分為逢六進(jìn)一，從而共同完成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)到59時清零并重新開始計(jì)數(shù)。秒的個位部分的設(shè)計(jì)：利用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160和與非門74LS00在面包板上設(shè)計(jì)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器顯示秒的個位 。計(jì)數(shù)器的1腳接高電平，7腳及10腳接1。因?yàn)?腳和10腳同時為1時計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)工作狀態(tài).秒的個位和十位的2腳相接從而實(shí)現(xiàn)同步工作，15腳（串行進(jìn)位輸出端）接十位的7腳和10腳。個位計(jì)數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進(jìn)位，并十位部計(jì)數(shù)器的2腳脈沖輸入端CP，從而實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)和進(jìn)位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計(jì)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器顯示秒的十位 ：7腳和10腳接各位計(jì)數(shù)器的15腳（串行進(jìn)位輸出端），當(dāng)個位計(jì)數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進(jìn)位，并十位部分開始計(jì)數(shù)，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和分個位計(jì)數(shù)器的2腳脈沖輸入端CP，從而實(shí)現(xiàn)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器和進(jìn)位功能。 2. 分鐘的設(shè)計(jì)
分鐘部分具體設(shè)計(jì)如圖示：
分部分設(shè)計(jì)圖
分鐘個位部分逢十進(jìn)一，十位部分逢六進(jìn)一，從而共同完成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)到59時重新開始計(jì)數(shù)。利用74LS160和74LS00設(shè)計(jì)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器顯示分的個位 ：1腳，7腳和10接高電平，15腳（串行進(jìn)位輸出端）接十位計(jì)數(shù)
器的7腳和10腳。當(dāng)個位計(jì)數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進(jìn)位，十位計(jì)數(shù)器和各位計(jì)數(shù)器的2腳相接從而實(shí)現(xiàn)同步工作。并將計(jì)數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器和進(jìn)位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計(jì)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器顯示分的十位 ：當(dāng)由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0101）2時，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和小時的個位計(jì)數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實(shí)現(xiàn)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器和進(jìn)位功能。 3. 小時的設(shè)計(jì)
小時部分具體設(shè)計(jì)如圖示：
小時部分設(shè)計(jì)圖
利用74LS160和74LS00設(shè)計(jì)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器顯示小時的個位 ：7腳和10腳接高電平。15腳（串行進(jìn)位輸出端）接入十位計(jì)數(shù)器的7腳和10腳，個位計(jì)數(shù)器和十位計(jì)數(shù)器的2腳相接從而實(shí)現(xiàn)同步工作方式。小時十位計(jì)數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實(shí)現(xiàn)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器和進(jìn)位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器顯示分鐘的十位 ：當(dāng)十位計(jì)數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0010）2并且個位計(jì)數(shù)器Q3Q2Q1Q0由（0000）2增加到（0100）2時，通過74LS00對十位計(jì)數(shù)器的Q1和個位計(jì)數(shù)器Q2與非，分別接入十位和個位的74LS161的1腳清零端，從而共同完成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器并清零。
七、電路總體說明；通過外接時鐘脈沖CP的作用下,秒的個位加法計(jì)數(shù)器；八、實(shí)驗(yàn)問題小結(jié)；1.實(shí)驗(yàn)室缺少74LS248.74LS48芯片解；2.進(jìn)行試驗(yàn)時秒個位計(jì)數(shù)器完成一次循環(huán)之后沒有進(jìn)；解決問題：秒的個位和十位的2腳沒有相接從而不能實(shí)；九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)；課程設(shè)計(jì)是我們運(yùn)用所學(xué)知識，動手實(shí)踐的一個好機(jī)會；我們通過親自動手連線、試驗(yàn)，遇到問題、解決問題，；十.參考文
七、電路總體說明
通過外接時鐘脈沖CP的作用下,秒的個位加法計(jì)數(shù)器開始記數(shù)，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管顯示數(shù)字即計(jì)數(shù)器。當(dāng)經(jīng)過10個脈沖信號后，秒個位計(jì)數(shù)器完成一次循環(huán)，秒十位計(jì)數(shù)器的CP與秒個位計(jì)數(shù)器的CP同步,秒個位計(jì)數(shù)器的Qcc使得秒十位的P和T端同時為1（Qcc為進(jìn)位端，當(dāng)個位為9時進(jìn)位并Qcc=1）,從而秒十位開始計(jì)數(shù)，秒十位計(jì)數(shù)器工作1次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，秒十位數(shù)字加1。當(dāng)經(jīng)過60個脈沖信號，秒部分完成一個周期，分鐘個位計(jì)數(shù)器的CP通過秒十位計(jì)數(shù)器的Q2Q1與非得到脈沖，分鐘個位計(jì)數(shù)器工作一次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，分鐘的個位數(shù)字加1。分部分的工作方式與秒部分完全相同。當(dāng)經(jīng)過3600個脈沖信號，分鐘部分完成一個周期，小時個位計(jì)數(shù)器的CP通過分十位計(jì)數(shù)器的Q2Q1與非得到脈沖，小時個位計(jì)數(shù)器工作一次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，小時的個位數(shù)字加1。當(dāng)小時個位部分完成一個周期，小時十位計(jì)數(shù)器的'CP與小時個位計(jì)數(shù)器的CP同步, 小時個位計(jì)數(shù)器的Qcc使得小時十位的P和T端同時為1,從而小時十位開始計(jì)數(shù)，小時十位計(jì)數(shù)器工作1次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，小時的十位數(shù)字加1。當(dāng)小時十位部分計(jì)數(shù)到2同時小時的個位部分計(jì)數(shù)到4，小時個位計(jì)數(shù)器的清零端和十位計(jì)數(shù)器的清零端通過小時個位計(jì)數(shù)器的Q2和小時十位計(jì)數(shù)器的Q1與非得到信號，小時部分清零，從而完成了1次24小時計(jì)時。
八、實(shí)驗(yàn)問題小結(jié)
1.實(shí)驗(yàn)室缺少74LS248.74LS48芯片 解決問題：用CD4511芯片代替
2. 進(jìn)行試驗(yàn)時秒個位計(jì)數(shù)器完成一次循環(huán)之后沒有進(jìn)位
解決問題：秒的個位和十位的2腳沒有相接從而不能實(shí)現(xiàn)同步工作
九、實(shí)驗(yàn)總結(jié)
課程設(shè)計(jì)是我們運(yùn)用所學(xué)知識，動手實(shí)踐的一個好機(jī)會。它既可以幫助我們加深對所學(xué)知識的理解，又能提高我們運(yùn)用知識，聯(lián)系實(shí)際，動手實(shí)踐的能力。而且在設(shè)計(jì)過程中可能用到我們沒學(xué)過的知識，需要我們?nèi)ゲ殚嗁Y料獲取相關(guān)信息，這又提高了我們查找信息和學(xué)習(xí)新知識的能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，又會遇到許多意想不到的問題，需要我們?nèi)シ治鲈蚝腿绾稳ソ鉀Q這些問題。
我們通過親自動手連線、試驗(yàn)，遇到問題、解決問題，鞏固了書本的知識，同時也學(xué)到了新的學(xué)問，明白了實(shí)踐的可貴性�？傊n程設(shè)計(jì)對我們提高自身能力是很有幫助的。
十.參考文獻(xiàn)：
《通用GENERAL集成電路速查手冊》
《數(shù)字電子技術(shù)》
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