数电课设报告书.doc

本次课程设计的主题是数字电子钟。本电路系统由秒信号发生器、“时、分、 秒”计数器、数码管显示器、整点报时电路组成。而秒信号产生器是整个系统的 时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用 555 定时器产生脉冲信号来实现。 将产生的秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用 60 进制计数器，每累计 60 秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数 器”也采用 60 进制计数器，每累计 60 分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号 将被送到“时计数器”。“时计数器”采用 12 进制计时器，可实现对半天的 12 小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显 示译码器译码，通过七位 LED 七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时 系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发蜂鸣器实现报时。 除了完成本次课程设计的基本要求功能之外，本电路系统还设计了闹钟功 能、周数计数功能、显示万年历即年月日功能。其中，闹钟功能主要采用同或门 思路进行设计，即当时钟与预定设置相同的时分相同时，即二者电平相同，产生 高电平输出到蜂鸣器产生闹铃。而周数计数的思路则是与时分秒的连接思路相 同，即将之设计为八进制计数器。而年月日功能，则相对比较复杂，其中涉级到 闰平年、大小月对应天数的差异，通过二与门，三与门，将 28 日，29 日，30 日，31 日的特征信号输出；特征信号引入数据选择器，由地址信号进行选择， 然后接回控制日期的 160 芯片。数据选择器的 A、B 信号由“月”的特征信号及 “闰年”的特征信号，通过逻辑电路给出，通过不同信号选择不通进制。而闰年 信号通过再加一个四进制计数器，平年输出信号为 0，闰年输出信号为 1，另其 与月份信号构成选择信号，实现各进制的转换。 《多功能数字钟的电路设计》 本篇课程设计报告详细阐述了数字电子钟的设计与实现，涉及的关键技术包括脉冲信号源、计数器、译码器和显示器、以及特定功能如闹钟、周数计数和年月日显示。数字电子钟作为一个典型的数字系统，其核心在于精确的时间计算与显示。 1. 脉冲信号源：555定时器在此次设计中扮演了秒信号发生器的角色，通过调整电路参数产生稳定的脉冲信号，为整个计时系统提供基准时基。这种脉冲信号的频率决定了电子钟的精度，因此555定时器的设置至关重要。 2. 计数器：“秒计数器”、“分计数器”和“时计数器”均采用了特定进制的计数器。秒计数器采用60进制，每60秒产生一个分脉冲；分计数器同样为60进制，每60分钟产生一个时脉冲；时计数器则为12进制，用于显示半天内的12小时。这种级联结构确保了时间的准确累加。 3. 译码器和显示器：计数器的输出经过七段译码器转换，驱动七位LED七段显示器，将数字信息直观地呈现给用户。七段显示器的运用使得时间显示清晰易读。 4. 整点报时电路：当系统检测到小时数变化时，会触发一个脉冲信号，激活蜂鸣器进行整点报时，增强了用户体验。 5. 扩展功能： - 闹钟功能：利用同或门，当当前时间与预设闹钟时间相同时，产生高电平信号，触发蜂鸣器报警。 - 周数计数：设计为八进制计数器，与时分秒计数方式类似，用于记录一周中的天数。 - 年月日显示：考虑到闰年和平年的差异，以及月份对应的天数，设计了包含二与门和三与门的逻辑电路，通过数据选择器选择不同的特征信号（28日、29日、30日、31日），并结合闰年标志和月份信号，实现日期的正确显示。 6. 设计目标：旨在锻炼学生的数字电路设计能力，理解和应用基本电子元件，以及掌握数字系统的设计与实现流程。 通过以上分析，我们可以看出，数字电子钟的实现涉及了数字电路基础理论的多个方面，包括定时器的使用、计数器的设计、译码器的操作，以及复杂的逻辑电路设计。这些知识点的掌握对于理解数字电子技术及其在实际应用中的作用至关重要。