数电课程设计

发布 2022-10-04 02:42:28 阅读 3378

摘要。数字电子技术是一门实践性很强的课程,而数电课程设计是实践环节的重要组成部分,他给我们提供了一个理论联系实际、检验知识、加深认识、开拓思维、汲取新知识的机会。通过查阅文献,我基本了解了cd4518、led数码管、cc4511等器件的基本功能,并且初步掌握了这些器件的使用方法;同时也学会了振荡电路、分频电路、计数器、译码显示电路、整点报时电路等电路。

digital electronic technique is a

关键词。cd4518,数码管,电路。

第一章:前言。

通过本课程设计,使学生巩固和加强“数字电子技术”课程的理论知识;掌握电子电路一般的设计方法,并了解电子产品研制开发过程;基本掌握电子电路安装和调试的方法;培养独立分析问题和解决问题的能力以及创新能力和创新思维。

第二章:总体设计方案。

2.1设计目的:

1、设计一台能准确计时,以十进制数形式显示“时”、“分”、“秒”的多功能电子时钟;

2、小时为24进制,分和秒均以60进制;

3、有校时功能,可以分别对“时”、“分”信号进行单独校对;

4、能整点报时,要求报时声为四低一高,最后一响为整点;

2.2设计内容:

设计振荡电器、分频器、计数器、译码显示电路、校时电路、整点报时电路。

整体设计方案如下。

2.3原理说明:

多功能电子时钟实际是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。多功能电子时钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”电子显示的计时装置。具体实现为:

用石英晶体振荡器或555振荡器产生1秒的标准“秒”信号;设计60进制计数器,即60秒累计为1分;同样设计,60分为一小时;并以24小时为一计时周期;各自引导显示器能显示“时”、“分”、“秒”;具有正点报时功能,要求报时声音四高一低,最后一响为整点;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。如果数字钟走势有误差,应有校时电路校正;

第三章:单元模块设计。

脉冲产生电路:下图为cchc74引脚图及其功能能表以及产生1hz的连接图,通过晶振管产生稳定的相当于1秒的脉冲再通过级联与cd4518的cp端相连作为计数信号。

计数器部分。

时间计数单元由“时”计数、“分”计数和“秒”计数三个部分组成。“分”计数和“秒”计数单元为60进制计数器,需要两位是进制计数器,可以先级联成100进制,再找出归零信号实现60进制。

可以直接用归零信号作为“秒”向“分”或者“分”向“时”的进位信息。“时”计数单元应为24进制计数器,和“分”计数和“秒”计数一样,都是按自然态序计数,所以组成“时”计数器的两个十进制计数器必须县级联为100进制,再找出归零信号实现24进制。

秒、分计数电路:下图为cc4518引脚图及其功能表以及秒、分计数电路的设计方法,cc4518具有异步清零的功能,下图为一六十进制电路作为秒、分计数电路,实现秒六十进制的要求。其中,分(秒)的个位与十位通过en使能端实现进位,又通过十位的q4和q2相与置于个位和十位的cr清零端,实现六十进制。

时计数电路:下图为时计数电路的设计方法,下图为一二十**制电路作为时计数电路,实现二十**制的要求。其中,时的个位与十位通过en使能端实现进位,又通过十位的q2和个位的q3相与置于个位和十位的cr清零端,实现二十**制。

而计数电路部分的秒计数电路部分与分计数电路部分、分计数电路部分与时计数电路部分则通过各自的六十进制或二十**制的信号相应输入到上一级的en使能端。这样就实现了秒向分的进位,分向时的进位,进而有实现了是的自动清零,如此循环,形成时钟电路的计数功能。

译码显示部分。

译码显示电路:“时”“分”“秒”计数器的输出信号,需要经过译码显示电路,实验室可选用的译码有73lsls248、cd4511_bcd七段译码器。

实验室常选用的显示器件为半导体数码管,或称led数码管。

1) 共阳数码管的两个com端都接vcc;

2) 共阴数码管的两个com端都接地。

74ls248、cd4511的输出为高电平有效,因此需要采用共阴数码管,为防止电流过大,可加几百欧的限流电阻。

下图为cd4511_bcd七段译码器与计数电路中的4518实现连接的连接图以及cd4518_bcd七段译码器各使能端的接法。

下图为cd4511_bcd七段译码器的引脚图及其与led数码灯的连接图以及led数码灯的各引脚连接方法。

校时电路。当重新接通或走时出现误差使得多功能电子时钟的指示数值同实际时间不相符时,应予以校准(或对表)。通常,校正时间的方法是:

首先截断正常的计数电路,然后再进行人工触发计数或将频率较高的方波信号加到需要的计数单元的输入端校正好后,再转入正常计时状态即可。

校“时”电路的基本原理就是将“秒”信号直接引入“时”计数器,切断“分”向“时”的进位信息,让“时”计数器快速计数,在“时”计数器达到正确的数字后,再切断“秒”信号,让“时”计数器恢复正常工作。

在校“时”时,“分”和“秒”计数器可以设置为停止计数也可以选择直接清零。

校“分”电路也是按此方法让“秒”信号直接送入“分”计数器的计数脉冲。这样可使“分”计数快速计数。

要求:1.“秒”计数器停止计数或清零;

2.“分”计数器不能向“时”计数器送进位信息。

校正方法:先断开正常计数通路,然后用频率较高的方波信号施加到需要校正的计数单元输入端;校正完毕后再转入正常计数状态即可;

校正原理:正常秒信号的频率为1hz;进行校秒时,使其输入计数信号的频率提高;频率提高了,数字变化自然就快了,从而达到了校正秒信号的目的;

校分和校时原理与校秒原理类似,电路如下。

整点报时电路。

多功能电子时钟显示整点时能及时报时,每当“分”和“秒”计数器计数到59分51秒时,驱动音响电路,在十分钟内自动发出5次鸣叫声,要求每一秒鸣叫一次,每次叫声持续一秒,而且前四声低最后一次高,以最后一声结束的时刻为整点时刻。

设4声低音(约500hz)分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒。最后一声高音(约1khz)发生在59分59秒,他们的持续时间均为1秒。整点报时电路如下:

题目1——电子时钟显示电路——元器件清单。

数电课程设计

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