衡阳师范学院。
物理与电子信息科学系。
数字电子线路课程设计报告》
--“数字时钟设计”
专业电子信息工程。
班级二班。学生姓名曹琼丹。
学号 12360217
指导教师唐建锋、朱亚培。
提交日期 2024年6月23日
目录。1.设计要求及设计方案3
1.1设计要求3
1.2设计方案3
2.模块设计及protues**4
2.1显示电路4
2.2译码器4
2.3计数器6
2.4 时钟电路8
2.5按键复位电路8
2.6 电路**效果9
原理图和pcb焊接线路设计10
3.1 ad 原理图设计10
3.2 ad pcb焊接电路设计10
4.电路焊接与调试11
5.元件清单12
6.设计总结12
7.参考文献13
1、设计要求及设计方案。
1.1设计要求。
1）数字式秒表实现简单的计时与显示，按下启动键开始清零计时，按下停止键，计时停止。并具有暂停功能。
2） 具有“分”（0-9）、“秒”（00-59），分辨率为1秒的秒表计时功能。计时范围从0分00秒到9分59秒。）
3）熟悉数字电路设计的方法；
4）掌握焊接技术，熟悉芯片的使用。
1.2设计方案
设计方案介绍：振荡电路采用555定时器组成的多谐振荡器；计数器采用的是两个74ls90和一个74ls92芯片；译码器采用的是74ls47;显示电路采用的是三个共阴七段数码管。
1.2设计框图。
2.模块设计及protues**。
2.1显示电路。
显示电路通过七段数码管实现，在此电路图中所用的显示器是共阴极形式，阴极必须接地。所谓共阴极就是数码管内部的8个发光二极管的负极共用一根导线连接。这样做的目的就是为了使要控制的变量只有正极一个。
当二极管的正极接高电位时数码管就会亮，反之则不会亮。共阳数码管的内部构造与共阴正好相反。所以在使用时要用万用表测量看是否完好。
图2.1.1**显示电路仿图。
图2.1.2管脚图。
2.2 译码器
中规模集成电路74ls47，是一种常用的七段显示译码器，该电路的输出为低电平有效，即输出为0时，对应字段点亮；输出为1时对应字段熄灭。该译码器能够驱动七段显示器显示0～15共16个数字的字形。输入a3、a2、a1和a0接收4位二进制码，输出qa、qb、qc、qd、qe、qf和qg分别驱动七段显示器的a、b、c、d、e、f和g段。
图2.2.1 74ls47功能图。
表2.2.2 74ls47功能表。
2.3 计数电路。
计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络，被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲，它不仅可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能，如测量、定时控制、数字运算等等。
数字时钟的计数电路的设计可以用反馈清零法。当计数器正常计数时，反馈门不起作用，只有当进位脉冲到来时，反馈信号将计数电路清零，实现相应模的循环计数。以六十进制为例，当计数器从00，01，02，……59计数时，反馈门不起作用，只有当第60个秒脉冲到来时，反馈信号随即将计数电路清零，实现模为60的循环计数。
下面对电路中所用的主要元件及功能介绍。
1）十进制计数器 74ls90
74ls90计数器是一种中规模二一五进制计数器，它有两个时钟输入端cka和ckb。其中，cka和组成一位二进制计数器；ckb和组成五进制计数器；若将与ckb相连接，时钟脉冲从输入，则构成了8421bcd码十进制计数器。74ls90有两个清零端r0（1）、r0（2），两个置9端r9（1）和r9（2），74ls90的管脚图如图2.
3.1， 其功能表如表2.3.
2所示。
图2.3.1 74ls90管脚图。
表2.3.2 74ls90功能表。
2）异步计数器74ls92
74ls92异步计数器是指计数器内各触发器的时钟信号不是来自于同一外接输入时钟信号，因而触发器不是同时翻转。这种计数器的计数速度慢。异步计数器 74ls92是二—六—十二进制计数器，即cka和组成二进制计数器，ckb和在74ls92中为六进制计数器。
当ckb和相连，时钟脉冲从cka输入，74ls92构成十六进制计数器。74ls92的管脚图如图2.3.
3。图2.3.3 74ls92管脚图。
表2.3.4 74ls92真值表。
2.4 时钟电路。
它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字钟的质量。为了制作方便，振荡电路可选用结构较为简单的555定时器构成的多谐振荡器，555定时器能够极方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以在施密特触发器的基础上改接成多谐振荡器。
计算公式：t=0.7(r1+r2)c。
原理图如图2.4.1。
图2.4.1 时钟电路原理图。
2.5按键复位电路。
图2.5按键复位电路**图。
2.6电路**效果。
图2.6电路**图。
原理图和pcb焊接线路设计。
3.1 ad原理图设计
图3.1 ad原理图。
3.2 ad pcb焊接电路设计。
图3.2 pcb焊接电路设计图。
4.电路焊接与调试。
4.1实物元件面布局图。
图4.1实物元件面布局图。
4.2实物图焊面。
图4.2实物图焊面。
5.元件清单。
6.设计总结。
数电设计课程时间虽然短暂，但从中获益匪浅。这次课程设计给了我们一次由课堂理论走向实践的动手机会。
首先，我要感谢我的指导老师唐建锋老师和朱亚培老师，因为没有他们的悉心指导，我们是不太可能在这么短的时间内完成这个课程设计的，而且还是在理解了其原理的基础上。其次，我对数字电路这门课程有了更深的了解，课程设计本身要求将以前所学的理论知识运用到实际的电路设计当中去，在电路的设计过程中，无形中便加深了对数字电路的了解及运用能力，对课本以及以前学过的知识有了一个更好的总结与理解；以前的数字实验只是针对某一个小的功能设计，而课程设计对我们的总体电路的设计的要求更严格，需要通过翻阅复习以前学过的知识确立了实验总体设计方案，然后逐步细化进行各模块的设计。再次，我学会了如何选用数字芯片，实现我们所想实现的功能。
如对74ls90的选择，知道了大量芯片的使用方法，及设计技巧。
通过这次数电设计，也暴露出我许多问题，如数电部分基础知识不牢，焊板子时没有不好局，焊时不够细致，导致有些地方焊错，结果花费了许多时间去检查。我会不断的克服自己的缺点，筑牢基础，提升焊接与设计水平。
7.参考文献。
[1] 康华光，电子技术基础数字部分（第五版）,高等教育出版社。
[2] 陈列尊，电子技术实验与制作实训， 中南大学出版社。
[3] 谢龙汉，altium designer原理图与pcb设计及**，电子工业出版社。
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