数字电子钟设计.ppt

电工学A1课程设计,设计题目：数字电子钟计时系统设计,一、设计任务和基本要求,设计任务：,用中、小规模集成电路设计一台数字电子钟,基本要求如下：采用LED显示累计时间“时”、“分”、“秒”。具有校时功能。,二、设计步骤,图1 数字电子钟系统框图,1秒信号发生器,秒信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟通常用晶体振荡器产生的脉冲经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。,图2 秒信号发生器,注：鼓励同学们查阅资料、利用其他方法设计秒信号发生电路,利用555定时器设计,注：鼓励同学们查阅资料、利用其他方法设计秒信号发生电路,设计方法二,2秒、分、时计数器设计,秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模十进制集成计数器。使用“置数法”或“清零法”以及利用计数器的级联方法，可实现任意进制的计数器。,（1）60进制计数器,首先将两片十进制集成计数器设置成十进制加法计数器，将第一片计数器的进位输出连到第二片计数器的进位输入，这样两片计数器最大可实现100进制的计数器。现要设计一个60进制的计数器，可利用“置数法”或“清零法”的方法实现。当计数器输出“2Q3Q2Q1Q0、lQ3Q2Q1Q0=0110、0000”时，通过门电路形成一置数脉冲，使计数器归零。此电路可作为秒、分计数器。,二片74LS290可构成100以内的计数器,例：60进制计数器,.,0010(2),0100(4),S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,计数脉冲,S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,十位,个位,两位十进制计数器（100进制）,（2）24进制计数器,同理当个位计数状态为“Q3Q2Q1Q0=0100”，十位计数器状态为“Q3Q2Q1Q0=0010”时，要求计数器归零。通过把个位Q2、十位Q1相与后的信号送到个位、十位计数器的置数端，使计数器复零，从而构成24进制计数器。,二片74LS290可构成100以内的计数器,例：二十四进制计数器,0010(2),0100(4),十位,个位,两位十进制计数器（100进制）,注意事项,触发方式（上升沿/下降沿触发）清零信号进制TTL/CMOS,3译码显示电路,译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用于驱动LED七段数码管的译码器驱动LED七段共阳极（共阴极）显示数码管。由LED七段数码管组成的一位数码显示电路。若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端，便可进行不同数字的显示。注意应在译码器输出与数码管之间串联的R为限流电阻。,注意事项,数码管的类型（共阴/共阳）TTL/CMOS,4校时电路,数字钟启动后,每当数字钟显示与实际时间不符时,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时，有两种方法：（1）采用等待校时。将琴键开关K1按下，此时利用门电路封锁，使秒信号进入不到“秒计时器”中，此时暂停秒计时。当数字钟秒显示值与标准时间秒值相同时，立即松开K1，数字钟秒显示与标准时间秒计时同步运行，完成秒校时。（2）采用清零（置零）校时，当将琴键开关K1按下，使得秒计数器置零，实现秒校时。,校“分”、“时”的原理比较简单，采用加速校时。例如分校时使用G2、G3、G4三与非门，当进行分校时时，按下琴键开关K2，由于门G3输出高电平，秒脉冲信号直接通过G2、G4门电路被送到分计数器中，使分计数器以秒的节奏快速计数。当分计数器的显示与标准时问数值相符时，松开K2即可。当松开K2时，门电路G2封锁秒脉冲，输出高电平，门电路G4接受来自秒计数器的输出进位信号，使分计数器正常工作。同理，“时”校时电路与“分”校时电路工作原理完全相同。,注意事项,TTL/CMOS设计出合理的逻辑关系并构成电路,5电路调试,(1)标准秒信号调试用示波器观察标准秒信号的输出应为一标准秒信号波形。(2)时、分、秒及显示电路的调试将秒信号分别引入到时、分、秒计数器单元电路中，观察电路的工作情况。(3)校时电路的测试将秒信号分别引入到校时电路中，分别按下K1及K2，检查分计数器及时计数器的工作情况。,二、设计成果及要求,课程设计结束时，应完成下列设计成果：1课程设计说明书；2设计图纸，即整个系统的电路图。,课程设计说明书撰写要求如下：,1编写内容要求按照课程设计任务书的要求，编写课程设计说明书（不少于3000字）。要求内容正确，语言力求简练，表达清楚。说明书中的计量单位、制图、制表、公式、缩略词和符号应遵循国家的有关规定。说明书应包括以下内容：（1）封面（2）目录（3）摘要（4）正文系统概况、总体设计方案的论证及选择、原理说明、设计计算及元器件选择等。（5）总结与致谢本次课程设计的收获、意见或建议、对指导教师的致谢等。（6）参考文献,2课程设计说明书撰写规范一律采用A4带页眉的打印纸、用黑色签字笔或钢笔手写，要求字迹工整。设计图纸绘制要求如下：一律采用A3纸、用铅笔手绘，图纸右下角要有标题栏。,三、设计成绩评定,1考核依据（1）学生在课程设计期间的实际表现及工作能力；（2）课程设计说明书、设计图纸等设计成果的完成质量。2评分方式课程设计成绩按百分制计分，其中：考勤占20%，设计图纸质量占30%，设计说明书占30%。答辩占20%,四、参考文献,1 秦曾煌.电工学（下册）M.北京：高等教育出版社.20052 康华光.电子技术基础（模拟部分）M.北京：高等教育出版社.20063 康华光.电子技术基础（数字部分）M.北京：高等教育出版社.20064 姚福安.电子电路设计与实践M.济南：山东科学技术出版社.2005,五、本次课程设计特别说明,关于课程设计说明书：1、需要用统一的格式（统一封面，统一纸的样式）2、严禁抄袭！（包括课程设计说明书和课程设计图纸）关于设计内容：1、鼓励同学们查阅资料，创新设计，如果设计有新意，则会给予加分。2、要求上机调试，且需要将软件存档。关于课程设计期间的纪律问题：1、严禁在机房玩游戏看电影等娱乐活动，否则取消上机资格，以旷课记录。2、允许请假，但不允许无故请假和旷课。,本次课程设计时间安排,周一：上午设计讲解，下午上机。周二：上午自己查阅资料，自己设计，下午讲解课程设计说明书书写。周三：上午上机，下午自己设计。周四：完成图纸以及课程设计说明书周五：手绘图纸和手写课程设计说明书上交，验收，答辩，课程设计结束。,