简易数字钟设计报告
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数字钟设计报告一、实验要求1.基本要求:(1)设计并制作一个数字钟,要求能够准确的显示时间的小时、分钟和秒,并且能够准确、正常地进位。
(2)显示电路的小时和分钟用4位共阴极数码管显示,秒显示用发光二极管显示(即一秒钟亮灭一次。
2.发挥部分:(1)增加校时、校分功能并能够调整时间。
(2)增加12小时进制到24小时进制切换的功能。
(3)增加闹钟功能,能够预设闹钟时间并按照预设的时间正常闹响。
(4)在闹钟电路中加入开关,可以控制闹钟的闹响时间。
(5)预设闹钟时间和正常走时共用一个显示电路,能够相互切换、互不影响。
二、数字钟简介数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,已得到广泛的使用。
数字钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟;也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟;还可以利用单片机来实现电子钟等等。
这些方法都各有其特点,其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活,并便于功能的扩展。
三、设计思路由于该实验的内容是设计一个数字钟,而钟是计量时间最常用的工具所以对它的准确性要求较高于是我们选用中小型集成电路来完成这个项目。
在数字钟电路中大部分电路都是时序电路,而时序电路则需要一个标准的数字脉冲信号来触发,所以我们首先要用震荡电路产生一个1Hz的数值脉冲信号在经过一系列分频之后产生分信号和小时信号再驱动译码电路显示时间。
闹钟电路我们选用数据选择器4519来实现闹钟时间与正常走时的相互切换。
闹钟部分我们用数值比较器4585来控制报时电路的闹响。
报时电路我用集成D触发器74LS74芯片和一个开关组合来控制闹响时间。
四、电路原理图1.信号源电路由于数字钟的时序电路部分需要一个标准的数字脉冲信号来触发,经过考虑我们最终选用4060芯片外接晶振来产生这个数字信号。
4060芯片内部集成振荡电路与14级2分频电路,只需在9号管脚和11号管脚之间接上一个32.768KHz的晶振,在10号管脚与11号管脚之间接一个100K的电阻,就能从3好管脚输出一个2Hz的数字脉冲信号。
数字钟实验报告5篇范文第一篇:数字钟实验报告数字钟实验报告班级:电气信息i类112班实验时间:实验地点:指导老师:目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3(二)、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的:1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3.1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路3.2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。
简易数字时钟实验报告简易数字时钟实验报告引言:在现代社会中,时钟是人们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭、学校还是工作场所,时钟都扮演着重要的角色。
然而,我们是否曾想过时钟是如何工作的呢?为了更好地理解时钟的原理和机制,我们进行了一项简易数字时钟实验。
实验目的:本实验的目的是通过制作一个简易的数字时钟来了解时钟的工作原理和数字显示技术。
实验材料:1. Arduino Nano开发板2. 数字时钟模块3. 面包板4. 连接线5. 电源适配器实验步骤:1. 将Arduino Nano开发板插入面包板上,并连接好电源适配器。
2. 将数字时钟模块与Arduino Nano开发板通过连接线连接起来。
3. 编写Arduino代码,实现数字时钟的显示功能。
4. 将编写好的代码上传到Arduino Nano开发板上。
5. 打开电源适配器,观察数字时钟是否能够正常显示时间。
实验结果:经过一番努力,我们成功地制作出了一个简易的数字时钟。
当我们打开电源适配器时,时钟模块上的数字显示屏幕亮起,并显示出当前的时间。
我们可以清晰地看到小时数、分钟数和秒数的变化。
这让我们深刻地认识到时钟背后的复杂工作原理和数字显示技术的重要性。
实验分析:通过这个实验,我们了解到数字时钟的工作原理是基于微控制器的。
Arduino Nano开发板作为一个微控制器,通过接收来自时钟模块的信号,然后将这些信号转化为可读的数字显示。
数字时钟模块内部包含了一系列的LED灯,通过控制这些LED灯的亮灭来显示时间。
同时,Arduino代码也起到了关键的作用,它将接收到的信号进行处理,并将处理后的结果发送给数字时钟模块进行显示。
实验心得:通过这个实验,我们不仅仅了解了数字时钟的工作原理和数字显示技术,还学习到了如何使用Arduino开发板和编写Arduino代码。
这个实验不仅提高了我们的动手能力,还培养了我们的逻辑思维和问题解决能力。
同时,我们也深刻认识到了科学实验的重要性,它能够帮助我们更好地理解和掌握知识。
电子课程设计题目:数字时钟数字时钟设计实验报告一、设计要求:设计一个24小时制的数字时钟。
要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。
采用中小规模集成电路设计。
发挥:增加闹钟功能。
二、设计方案:由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。
秒时钟信号发生器可由振荡器和分频器构成。
计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。
校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。
三、电路框图:时计数分计数秒计数图一数字时钟电路框图四、电路原理图:(一)秒脉冲信号发生器秒脉冲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的质量。
由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。
振荡器: 通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz脉冲。
分频器: 分频器功能主要有两个,一是产生标准秒脉冲信号,一是提供功能扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。
其电路图如下:图二秒脉冲信号发生器(二)秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。
60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功能。
利用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。
其电路图如下:图三 60进制--秒计数电路60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
一、任务技术指标设计一个数字电子钟(1)能显示小时、分钟和秒;(2)能进行24小时和12小时转换;(3)具有小时和分钟的校时功能。
二、总体设计思想1.基本原理该数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路等六部分组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换也可以用开关进行选择。
2.系统框图如图1:振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号送至计数器。
计数器通过译码显示把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。
整个过程中可选择用校时电路进行校时。
图1 系统框图三、具体设计1.总体设计电路该数字钟由振荡器、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
振荡器产生的钟标信号送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。
秒信号送入计数器进行计数,计数到60秒后向分进位,同理分计数器计数到60分后向小时进位,并将计数的结果以BCD-七段显示译码器显示出来。
计数选用十进制计数器74LS760D,校时电路通过选通开关对“时”和“分”进行校时。
二十四小时和十二小时的转换可以用开关进行选择。
图2 总体电路图2.模块设计(1)振荡器的设计振荡器是数字钟的核心。
振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。
石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。
因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。
电路中采用的是将石英晶体与对称式多谐振荡器中的耦合电容串联起来,就组成了如图3所示石英晶体多谐振荡器。
图3振荡器电路图和仿真波形图(2)分频器的设计对于分频器的设计选定74LS90集成芯片。
电子技术课程设计(数电部分)——简易数字钟专业____________姓名____________班级____________学号____________二〇一三年四月基于EDA的简易数字钟设计第一章设计背景与要求 (1)一.设计背景 (1)二.设计要求 (1)第二章系统概述 (1)2.1设计思想与方案选择 (1)2.2各功能块的组成 (2)第三章单元电路设计与分析 (2)3.1各单元电路的选择 (2)3.2基本计时电路子模块的设计及工作原理分析 (3)(1)脉冲发生电路(分频模块) (3)(2)60进制计数器模块 (5)(3)24进制计数器模块 (6)(4)两片60进制计数器和一片24进制计数器联级构成24小时电路 (8)3.3外围子模块电路的设计及工作原理分析 (9)(1)4位显示译码模块 (9)(2)整点报时电路原理及模块设计 (12)(3)校正开关及脉冲按键消抖动处理模块 (14)(4)12小时制与24小时制的切换电路 (15)第四章电路的调试过程 (19)4.1遇到的主要问题 (19)4.2现象原因分析及解决措施及效果 (19)4.3功能的测试方法、步骤,记录的数据 (20)第五章结束语 (20)5.1对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明 (20)5.2总结设计的收获与体会 (21)参考文献: (21)第一章设计背景与要求一.设计背景在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦。
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路。
二.设计要求设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能。
(1)以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制。
(2)时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时。
数字钟设计实验报告一、数字钟原理与设计思路由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准,经分频器输出标准的秒脉冲;秒计数器按“60进制”向分计数器进位;分计数器按“60进制”向时计数器进位;小时计数器按“24进制”规律计数;星期计数器按“7进制”规律计数;计数器经译码器送到显示器。
出现误差可用校准电路进行小时和分钟的校准,并具有可整点报时功能。
软件本身提供任意频率的时钟,因此振荡器、分频器不需设计;也带有内置译码驱动的数码管,故此译码器和显示器也不需设计。
这样,基本数字钟的设计实际上就是设计如下图的级联计数器。
二、数字钟构成1、振荡器、分频器:1Hz的CLK时钟信号(秒脉冲)秒计数器:60进制计数器(两片74160——0-59)2、计数器分计数器:60进制计数器(两片74160——0-59)时计数器:24进制计数器(两片74160——0-23)星期计数器:7进制计数器(一片74160——1-7)3、译码器、显示器:软件带有内置译码驱动的数码管(7个数码管)4、调时电路、整点报时电路三、数字电路模块细节构成1、秒计数器:60进制计数器(两片74160——0-59)用秒脉冲(1Hz)2、分计数器:60进制计数器(两片74160——0-59)设计:分计数器个位ENT接(看下图)(Ps:分的个位是59秒才开始计数1次)分计数器十位ENT接(看下图)(Ps:分的十位是9分59秒才开始计数1次)设计:时计数器个位ENT接(看下图)(Ps:是59分59秒才开始计数1次)时计数器十位ENT接(看下图)(Ps:是9时59分59秒才开始计数1次)时计数器整体电路图(看下图)4、星期计数器:7进制计数器(一片74160——1-7)(从1开始)ENT接(看下图)(Ps:是23时59分59秒才开始计数1次)星期计数器整体电路图(看下图)5、整点报时电路当时间在59分50秒到59分59秒期间时,报时电路报时控制信号。
当时间在59分50秒到59分59秒期间时,分十位、分个位和秒十位均保持不变,分别为5、9和5。
数字钟设计报告1. 引言数字钟是一种常见的显示时间的设备,它采用数字显示方式,能够准确地显示当前的时间。
本文将介绍数字钟的设计过程、原理以及制作方法。
2. 设计原理数字钟的设计原理基于电子时钟的概念。
它由一个时钟芯片、数字显示模块和控制电路组成。
主要分为以下几个模块:2.1 时钟芯片时钟芯片是整个数字钟的核心部件,负责产生和维护精确的时间。
它通常采用晶振来生成时钟脉冲,并且能够根据输入的时间信号进行计数和更新。
2.2 数字显示模块数字显示模块用于将时间以数字形式显示出来。
它通常由七段数码管组成,每个数码管可以显示一个数字0-9。
通过控制每个数码管的亮灭,可以实现显示任意的数字。
2.3 控制电路控制电路负责调度时钟芯片和数字显示模块的工作,并且根据需要进行相应的控制操作。
它通常包括时钟信号的分频电路、扫描控制电路等。
3. 设计步骤数字钟的设计步骤如下:3.1 确定需求首先需明确数字钟的需求,包括显示的格式、功能要求等。
3.2 选取器件根据需求选取合适的时钟芯片、数字显示模块和控制电路。
3.3 连接器件根据器件的规格书和引脚图,将时钟芯片、数字显示模块和控制电路按照正确的方式连接起来。
3.4 编写控制程序根据选取的器件,编写相应的控制程序,实现时间的计数、显示和控制功能。
3.5 测试和校准完成连接和编程后,进行测试和校准,确保数字钟的工作稳定和准确。
4. 制作过程数字钟的制作过程包括如下几个步骤:4.1 准备材料和工具准备时钟芯片、数字显示模块、控制电路板、面板等材料和工具。
4.2 搭建电路根据设计步骤中的连接方法,将时钟芯片、数字显示模块和控制电路进行连接和焊接。
4.3 安装面板将连接好的电路板安装在面板上,同时安装按钮、开关等控制元件。
4.4 调试和测试对制作好的数字钟进行调试和测试,确保其工作正常。
4.5 完善和装饰对数字钟进行外观美化,例如涂漆、装饰图案等,使其更加美观。
5. 总结通过以上步骤,我们可以完成一个基本的数字钟设计和制作。
简易数字钟制作报告设计时间:6月20到7月3号2010年7月3号一实验的目的1 熟悉各芯片的引脚和功能。
2 学会制作秒信号。
3 掌握用LS160芯片制作60进制和24进制的电路。
4 掌握秒信号向分信号的进位,以及分信号向时信号的进位。
5 清楚数字钟电路的组成和原理。
二实验要求1 秒信号正常。
2 数字钟能正常计时,并且,当显示为23:59:59的下一秒时,显示为00:00:00.3当出现错误时,能找到原因所在,并及时改正。
三实验的元件清单型号数量(基本单位)型号数量(基本单位)74LS160 6 74LS00 274LS48 6 直流稳压电源(5V) 1七段数码管 6 555芯片 174LS21 1 3K欧电阻 174LS20 1 100欧电阻 1100微法电容 1 5.6K欧电阻 1导线若干四总体方案论证设计的逻辑图及原理方图:从上述的方图中可以看出,数字钟大体可以分为:秒信号部分,计数部分,显示部分。
根据技术的要求和经济问题,我们采用555芯片制作秒信号。
计数部分,采用的是LS160芯片。
通过进制的转换和进位电路实现计数。
显示部分,采用共阴极七段数码管(与LS48芯片配套使用)。
五具体实施方案1 原理图见附录2 秒信号的制作秒信号制作的核心是555芯片。
由它组成一个振荡电路。
R1为3.1K欧(3K 欧与100欧串连),R2为5.6K欧,C为100微法。
由公式T=0.7×(R1+2R2)×C。
3脚出来的方波信号的周期为1秒。
3进制的转换1)秒钟60进制将秒的十位LS160芯片的12端和14端及个位的LS160芯片的11端与14端的引脚接线连到LS20芯片上,再将输出端接到秒十位LS160的9端,进行清零。
保证秒钟59的下一秒变成00(电路图中用两个与门和一与非门代替,实际电路中采用LS20)2) 分钟60进制将分钟的十位芯片的12端与14 端及分钟个位输进的进位信号接入LS20芯片,输出信号返回接入十位芯片的9端,进行清零。
数字钟设计实验报告数字钟设计实验报告摘要:本实验旨在设计一款数字钟,通过数字显示来展示当前的时间。
通过对电路的搭建和编程的学习,我们成功地实现了数字钟的设计,并对其进行了测试和分析。
本实验不仅提高了我们的电路设计和编程能力,还加深了我们对数字时钟原理的理解。
引言:数字钟是一种常见的时间显示设备,广泛应用于生活中的各个领域。
它不仅具备准确显示时间的功能,还可以提供多种功能,如闹钟、定时器等。
本实验旨在通过设计一款数字钟,提高我们的电路设计和编程能力,并深入理解数字时钟的原理。
材料与方法:1. Arduino开发板2. 数码管3. 连接线4. 电阻5. 电容6. 蜂鸣器7. 按钮8. 电源实验步骤:1. 搭建电路:根据电路图连接Arduino开发板、数码管、蜂鸣器、按钮等元件,并接通电源。
2. 编写程序:使用Arduino开发环境,编写程序实现数字时钟的功能,包括时间的获取、显示和功能的切换。
3. 上传程序:将编写好的程序上传到Arduino开发板中,使其能够执行我们设计的功能。
4. 测试与分析:通过按下按钮,观察数码管的显示和蜂鸣器的声音,验证数字钟的功能是否正常。
实验结果:经过实验,我们成功地设计出了一款数字钟,并实现了以下功能:1. 显示当前的时间:数码管能够准确地显示当前的时间,包括小时和分钟。
2. 闹钟功能:通过设置闹钟时间和闹铃声音,实现了闹钟功能,当时间到达设定的闹钟时间时,蜂鸣器会发出声音提醒。
3. 定时器功能:可以设置定时器时间,当时间到达设定的时间时,蜂鸣器会发出声音提醒。
4. 亮度调节:通过调节电阻,可以实现数码管的亮度调节。
讨论与分析:在设计过程中,我们遇到了一些问题,如电路连接错误、程序逻辑错误等。
通过仔细检查和调试,我们逐步解决了这些问题,并最终成功地完成了数字钟的设计。
通过这个实验,我们不仅提高了对数字时钟原理的理解,还加深了对电路设计和编程的掌握。
结论:通过本实验,我们成功地设计了一款功能齐全的数字钟,并实现了时间显示、闹钟和定时器等功能。
【摘要】本文针对简易数字钟的设计要求,提出两种整体设计方案,并根据这两种设计方案各自的优缺点进行比较,从而确定选择其中一种较优方案,实现在熟练应用集成计数器的前提下运用层次化的设计方法进行逻辑设计。
定义和规定各个模块的结构,再对模块内部进行详细设计。
详细设计的时候又根据可采用的芯片,分析各芯片是否适合本次设计,选择较合适的芯片进行设计,最后将设计好的模块组合调试,并最终在EWB下仿真通过。
【关键词】数字钟,EWB,74LS160,74LS138,总线,三态门,子电路
【实验原理】所谓数字钟,是指利用电子电路构成的计时器。
相对机械钟而言,数字钟能达到准确计时,并显示小时、分、秒,同时能对该钟进行调整。
在此基础上,还能够实现整点报时,定时报闹,星期显示等功能。
一方案选择
方案一、采用异步电路,数据选择器
将时钟信号输给秒模块,秒模块的进位输给分模块,分模块进位输入给时模块,切换的时候使用2选1数据选择器进行切换,电路框图如下:
该方案的优点是模块内部简单,基本不需要额外的电路,但缺点也很明显,该方案结构不清晰,模块间关系混乱,模块外还需使用较多门电路,不利于功能扩充,且使用了异步电路,计数在59的时候,高一级马上进位,故本次设计不采用此方案。
方案二、采用同步电路,总线结构
时钟信号分别加到各个模块,各个模块功能相对独立,框图如下:
该方案用总线结构,主要功能集中在模块内部,模块功能较为独立,模块间连线简单,易于扩展,本次设计采用此方案。
综上所述,本次设计采用方案二。
秒计数和分计数为60进制,时计数为24进制,为了简化设计,秒和分计数采用同一单元。
控制模块有两部分,一为实现调整切换,二为实现显示切换。
二、模块组成与分析
1、60进制模块(电路图中模块名称为60count,下同。
)
实现同步60进制计数,可调整
2、24进制模块(24count)
实现同步24进制计数,可调整
电源,时钟信号同上
进位输入接分的进位信号
进位输出秒模块接分模块,分模块接时模块显示输出同上
闹钟比较信号输出接到闹钟
调整使能端,显示使
同上
能端,调整信号输入
3、星期模块(7count)
实现同步7进制计数,可调整
电源,时钟信号同上
进位输入接小时的进位信号
显示输出接灯显示星期
调整使能端,显示使
同上
能端,调整信号输入
4、闹钟模块(60clock,24clock)
电源,时钟信号同上
闹钟比较信号输入秒模块接分模块,分模块接时模块
显示输出同上
闹铃输出接到蜂鸣器
调整使能端,显示使
同上
能端,调整信号输入
5、控制模块(fun,func)
管理总线资源,对各个模块输出控制信号
电源5v VCC
调整切换信号接各个需要调整的模块
调整信号接到各个需要调整的模块
显示切换信号接到各个需要共享显示总线的模块
控制信号输出接到各个模块,有且只能有1个为0
至此,本阶段就结束了。
在上面的接口定义中,也可以发现,各个模块的独立性是很强的,这样的结构使得以后的扩展很容易。
三、模块设计中的元器件选择
在上一阶段进行总体设计完成后,现在就可以分开独立的完成各个功能模块了。
本阶段主要问题在于计数器的设计,计数部分需要24进制和60进制计数器,控制部分需要循环计数器。
由于标准集成计数器没有所需进制,需要编程实现。
首先,需要选择使用集成芯片,总体思路是在满足所需功能前提下,能是电路尽可能简单。
有以下方案:
a)采用74160
该芯片管脚及功能表如图所示:74160为异步复位,同步置数,ENP,ENT同时为一时才可以计时,其中之一为高电平时,则保持。
RCO产生进位信号。
74160相对于其他芯片来说,功能较少,使用简单,但是也因功能简单导致在实现数字钟的某些特定功能时需要加入比较多的附加电路。
如74160没有减计数的功能,须寻求其他方法来解决,设计较复杂。
,由于不准备设计减计数,在功能能满足要求的前提下,该芯片使用简单,适合此次设计。
b)采用74190
芯片管脚图及真值表如图所示:可知,74190上升沿触发,由U/D’控制加减计数,有异步置数段LOAD,没有复位端,RCO输出低电平的进位或借位信号,MAX/MIN在为9或0时输出高电平,CTEN高电平时保持。
74190的功能相当强,但也因此使用复杂,不利于电路的简化,且该芯片没有复位端,不利于某些功能的实现。
由于本次设计不使用加减计数,该芯片有较多多余功能,不采用。
c)采用74192
管脚图和真值表如图所示:可知,74192上升沿触发,由UP,DOWN两管脚控制加减计数,有异步置数端LOAR和异步复位端CLR,BO’和CO’分
别输出高电平表示加进位和减进位。
74192功能可以完成本次设计目标,但如果不
设计减计数的话则有许多多余管脚,使用复杂,基于简单原则,本设计不采用。
综上所述,本次设计采用74160作为主要芯片。
本次设计还要使用循环计数器,采用74160与74138构成。
74138的管脚图和真值表如图:输出信号中只有一条为低
电平,其余为高电平,与74160组合使用后,可产生满足要求
的控制信号。
至此,可以根据总体设计中对子模块的定义,对各个模块
进行单独设计了。
设计过程中可对单个模块进行调试,调试通
过后,打包成模块(子电路),方便以后使用。
四、测试报告
测试方法:在电路输出端连接一个Logic Analyzer,运行程序出现波形,从波形中可以看出输出端的变化与理论所需的进行比较可观察出是否显示正常
1、秒钟与分钟的测试显示如下
秒钟与分钟都是六十进制,上图波形显示与之相符所以:测试正常
2、小时的测试显示如下
小时是24进制显示,上图波形显示与之相符所以:
测试正常
3、星期测试显示如下
星期是7进制,上图显示波形与之相符所以:
显示正常
五、设计中遇到的故障及解决办法
1.在分开设计时,秒、分、时都能顺利进行,但连接到一起后出现跳转失常现象,则此时
需要设计调整跳转条件
2.在设计分钟与小时的时间调整时,出现开关设计正确但无法调整的情况,此时需要检查
各线路连接是否出现断点
3.本设计由于其接线较多,需要小心谨慎才能防止不必要的错误出现
六、心得体会
设计之初没有一点信心,感觉设计复杂没有一丝头绪,但是后来结合所学的数字电子技术知识,并且与同学进行交流开始逐步构想、设计、运行检测。
现将心得体会总结如下:
1.开始设计之前必须有一个整体的构想,考虑周到,由于接线较多一旦出现错误较难
发现和改正,这样可以避免后期调试时出现较少的问题。
2.列出几个方案进行比较选出最简单易行的方案,并进行理论上的排检
3.在设计某些模块的时候无法把握住整体,这时可以先进行小部分功能的实现,在此
基础上进行改进,虽然可能会多花一些时间,但这比空想要有效的多。
4.电路连接尽量整洁有序,使各项功能的连接一目了然,方便查看及排查故障
5.很多难点的突破都来自于与同学的交流,交流使自己获得更多信息,开拓了思路,
因此要重视与别人的交流。
6.应该有较好的理论基础,整个实验都是在理论的指导下完成了,设计过程中使用了
许多理论课上学的内容,如真值表、卡诺图等。
本次设计把理论应用到了实践中,同时通过设计,也加深了自己对理论知识的理解和掌握。
总体来说,本设计要求有耐心和细心,有效结合了理论与实践,将我们所学的书本知识,运
用于实践,培养了我们发现和解决问题的能力。
【参考文献】
[1] EWB5.0 自带帮助文档
[2] 清华大学教研组编,阎石主编:《数字电子技术基础》(第四版),北京,高等教育
出版社,2004年。