数电课程设计

发布 2022-10-04 02:40:28 阅读 9475

一、 课程设计题目:设计一个电子钟。

二、 设计任务与要求:

1、 以十进制数显示时、分、秒;

2、 具有时、分、秒校准功能;

3、 在**软件下对电路功能进行**。

三、 设计详细说明。

根据设计要求,首先将电子钟划分为计时电路,显示电路、校准电路三个顶级模块。进一步细化,又可以将计时器划分为秒计数器,分计数器,时计数器三个下一级模块;将显示电路划分为秒显示,分显示,时显示三个下级模块。如图:

材料清单。计时,校准控制电路的原理。

在计时/校准控制电路中,用开关sw控制工作状态,如下图。当sw断开时,为计时状态。当sw合上的时候,计数器全部停止计数。

这时可以用an1,an2,an3这三个校准按钮分别控制对秒,分,时计数器的校准。如果按下秒校准按钮an1,则clk0的脉冲经过门g3,g1使秒计数器以1hz的频率计数,计为所需要的数字时松开按钮,即可完成校准。an2和an3的作用于an1类同。

计时电路的原理。

秒计数器和分计数器是两个60进制计数器。每一个计数器可以用两片同步十进制加法计数器74160接成,两片之间按十进制连接,两片合成六十进制。时计数器也是用两片74160组成,两片之间用十进制连接,合起来就是二十**制。

首先将两片74160n串接起来构成一个百进制计数器,如上图所示,第一片记得是个位数,第二片记得是十位数。

然后再用置零法将得到的百进制计数器改接为60进制或者24进制的计数器。因为计数器是从零开始计数的,我们只要把第一片和第二片74160n的d,c,b,a,接成0000,将第一片的rco输出端连接第二片的输入端,第一片会自动清零,而第二片在现实数字6(0110)的时候,我们将qb和qc连接一个与非门,并连接到第二片的clr端,由于是异部清零计数器,当下一个脉冲到达时,两个74160同时被置零,返回起始状态,为0000,这样就得到了60进制的计数器,而且24进制的计数器的原理也一样。

上图是60进制的计数器,是作为秒表与分表的。

上图是24进制的计数器,是作为秒表与分表的。

显示电路的原理。

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dcd_hex,其已内含译码器功能,所以不用再另加译码器。

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管;

按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(com)的数码管,共阳数码管在应用时应将公共极com接到+5v,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(com)的数码管,共阴数码管在应用时应将公共极com接到地线gnd上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮,当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。

四、 电路调试。

在计时校准电路中,用开关key4控制工作状态,如下图所示。当key4断开时,是记时状态。这时秒计数器clk输入频率为500hz的脉冲进行累加计算;分计数器对秒表的进位输出脉冲做累加计数;时计数器对分计数器的进位脉冲进行累加计数。

显示管hex随时显示计数器状态。

当开关合上以后,计数器全部停止计数。这是可以用key1,key2,key3三个开关分别校准秒、分、时计数器。如果按下秒校准key1,则clk可以经过u2a,u4a使秒计数器按500hz的频率进行计数,当调到需要的数时断开开光,就完成校准。

key2,key3,与key1类似。

在实验中并未发现可以导致元件运行不了的错误情况,但是在实际操作的时候还是进行电气。

查以防止元件在操作**现损坏**,导致操作人员受伤的情况。电气规则检查如下图所示:

发现了所有元件连接没有错误,0错误,0警告,电路没有错误,链接也没有错误。所以此电路可以进行电路实验。

实验原理图如下。(详细的电路图,具体的需要用multisim打开观察)

五、 心得体会。

通过本次实验对输电知识有了更深入的了解,将其运用到了实际中来,明白了学习电子技术基础的意义,也达到了其培养的目的。在实验中,我也遇到了很多挫折,不过我都和同伴一一克服了,大家齐心协力解决了问题,使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我们也必须深刻认识到团队合作的精神,投入今后的发展之中。

在进行电路连接的时候,在确保一切都连接无误之后,时钟显示还是有问题,经过老师的指导不断改正,还是出现这样、那样的问题,不过我们都坚持了下来,仔细测试电路,才明白原来应该这样连接。尤其是时电路达到24要清零的时候,个位清零时钟不是那么容易,后来请教了学长才明白需要经过一个与门电路,顿时茅塞顿开。

成功就是在不断摸索中前进实现的,遇到问题我们不能灰心、烦躁,甚至放弃,而要静下心来仔细思考,分部检查,找出最终的原因进行改正,这样才会有进步,才会一步步向自己的目标靠近,才会取得自己所要追求的成功。

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