數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計

1、<p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　以“日”作為基準(zhǔn)時間信號，設(shè)計可計年、月、日的電子萬年歷。</p><p>　?。?）計時結(jié)果用8只LED七段數(shù)碼顯示器穩(wěn)定顯示</p><p>　?。?）計年的規(guī)則是從0000至9999，計月的規(guī)則是從1至12，計日的規(guī)則是從1至30，用數(shù)碼顯示器的小數(shù)點區(qū)別顯示的

2、時基單位</p><p>　?。?）具有手動校年、月、日功能。</p><p><b>　　二、方案設(shè)計與論證</b></p><p>　　根據(jù)這次課程設(shè)計的要求，將要設(shè)計可調(diào)時間的萬年歷，以每月31日，每年12月，可顯示0至9999年設(shè)計。將主要用計數(shù)器實現(xiàn)計時，會用數(shù)字脈沖給計數(shù)器信號，來一個脈沖將會加1。調(diào)時模塊也會用數(shù)字脈沖調(diào)時。顯示將

3、會用LED7段數(shù)碼管顯示器顯示。</p><p><b>　　方案：</b></p><p>　　1 用數(shù)字脈沖來實現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)，給一個脈沖，計數(shù)器將加1。</p><p>　　2 當(dāng)日加到31時，將會給月功能顯示模塊一個信號，隨之月將會加1。以此類推，月加到12時，也將會給年顯示模塊一個信號，年將會加1。</p><p&

4、gt;　　3 調(diào)時模塊：將會用脈沖信號來實現(xiàn)調(diào)時功能，在調(diào)時模塊中，也將分為日調(diào)時，月調(diào)時，年個位調(diào)時，年十位調(diào)時，年百位調(diào)時，年千位調(diào)時。</p><p>　　三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算</p><p>　　日顯示模塊：用兩個10進(jìn)制的計數(shù)器（本實驗中用的是74LS160）改成31進(jìn)制的計數(shù)器（整體置零方式），每個計數(shù)器的輸出位接入一個LED7段數(shù)碼管顯示器。并用數(shù)字脈沖給計數(shù)器提供信號

5、。</p><p>　　74LS160的功能表如下表</p><p>　　日功能顯示圖如下圖：</p><p>　　如圖，日功能顯示還將會在U11（與非門）輸出，再接入U12非門，來作為月個位的計數(shù)控制端的輸入。</p><p>　　月顯示模塊：同樣是用兩個10進(jìn)制的計數(shù)器用整體置零法改為12進(jìn)制的計數(shù)器。每個計數(shù)器接入一個LED7段數(shù)碼管顯

6、示器。值得注意的是，月顯示模塊中的個位數(shù)的計數(shù)器的計數(shù)控制端接入的是來自日功能顯示輸出的信號。當(dāng)日加到31時，將會給月顯示模塊一個高電平，使月加1。其中脈沖輸出的是3Hz的信號。月功能顯示模塊如下圖：</p><p>　　同樣的，月功能顯示模塊也將在U3輸出，接入U4非門，來作為年個位的計數(shù)控制端的輸入。</p><p>　　年顯示模塊：用4個10進(jìn)制的計數(shù)器改為10000進(jìn)制的計數(shù)器（利

7、用串行進(jìn)位方式實現(xiàn)）。每個計數(shù)器接入一個LED7段數(shù)碼管顯示器。個位數(shù)的計數(shù)器的計數(shù)控制端接入的是來自月功能顯示輸出的信號。當(dāng)月加到12時，年顯示模塊開始工作。年顯示模塊如下圖：</p><p>　　調(diào)時模塊：用按鈕和數(shù)字脈沖信號相接，按一下按鈕，就會加1。</p><p><b>　　調(diào)時模塊如下圖：</b></p><p>　　日，月，年個

8、位調(diào)時圖</p><p>　　年十位，百位，千位調(diào)時圖</p><p>　　當(dāng)要調(diào)時時，必須將與數(shù)字時鐘信號相連的開關(guān)斷開，然后再進(jìn)行調(diào)時。</p><p>　　四、總電路工作原理及元器件清單</p><p>　　2．電路完整工作過程描述（總體工作原理）</p><p><b>　　⑴計時模塊</b&g

9、t;</p><p>　　打下開關(guān)，日模塊將從1開始計時，每來一個脈沖信號將加1，會在數(shù)碼顯示管中顯示。當(dāng)日加到了31，將會通過U11（與非門）輸出，再接入U12非門，來作為月個位的計數(shù)控制端的輸入。此時日由置數(shù)功能作用下，變?yōu)榱?1，而月部分也會加1，變?yōu)?1。日繼續(xù)增加，月也隨著進(jìn)位逐步增加。當(dāng)月份加到24時，將會通過U3（與非門）輸出，再接入U4非門，來作為年個位計數(shù)控制端的輸入。此時月在置數(shù)的功能作用下，

10、變?yōu)榱?001，年也加到了01。年份部分一直加到9999時，將會變?yōu)?000。</p><p><b>　?、茢?shù)碼顯示模塊</b></p><p>　　此模塊只是起顯示作用，只要將計數(shù)器的4個輸出端接到數(shù)碼顯示管的4的端口就行。</p><p><b>　　⑶調(diào)時模塊</b></p><p>　　此

11、模塊原理是給天數(shù)，月份，年份的個位，十位，百位，千位一個脈沖，使得他們加1，以此來實現(xiàn)調(diào)時間的功能。首先必須將連接各計數(shù)器時鐘端的開關(guān)斷開，同時將連接計數(shù)器計數(shù)控制端的開關(guān)閉合。再點擊一下按鈕，計數(shù)器就會加1。</p><p><b>　　3．元件清單</b></p><p><b>　　仿真調(diào)試與分析</b></p><p&

12、gt;　　電路開始仿真時，首先可以看到八個LED數(shù)碼顯示器全部顯示為0。當(dāng)將連接各計數(shù)器時鐘端的開關(guān)閉合時，電路開始工作。日模塊從0開始加，加到31時會向月進(jìn)位，月加1，同時日變?yōu)?1。當(dāng)月加到12時，將會給年進(jìn)位，年加1，同時月變?yōu)?1。年模塊可以加到9999，之后重新從0開始計數(shù)</p><p>　　將連接各計數(shù)器時鐘端的開關(guān)斷開，同時將連接計數(shù)器計數(shù)控制端的開關(guān)閉合，將進(jìn)入調(diào)時狀態(tài)。點擊按鈕，將會給計數(shù)器脈

13、沖信號，計數(shù)器將進(jìn)入工作狀態(tài)。點擊一下按鈕，計數(shù)器就會加1，LED數(shù)碼管的顯示也會相應(yīng)加1。自此，調(diào)時功能實現(xiàn)。</p><p>　　在以上過程中，也出現(xiàn)過不進(jìn)位的情況，檢查進(jìn)位時，發(fā)現(xiàn)各時鐘的參數(shù)不同，致使不進(jìn)位或LED數(shù)碼顯示管顯示混亂。當(dāng)將各時鐘參數(shù)調(diào)整后電路正常工作。</p><p><b>　　到此仿真調(diào)試結(jié)束。</b></p><p&g

14、t;<b>　　結(jié)論與心得</b></p><p>　　可以看出，此次設(shè)計的電路比較簡單，用的器件比較單一，這也是這次設(shè)計的不足。雖然這次設(shè)計的調(diào)時成功實現(xiàn)，但是調(diào)時模塊的設(shè)計有不足。但總得來說，此次設(shè)計還算成功。基本要求能實現(xiàn)。</p><p>　　剛開始想做個擴(kuò)展功能，將2月份的天數(shù)擴(kuò)展到28天，29天，30天，31天。具體思路是反饋思想（即用月份反饋給日，年份反

15、饋給月份），將具有相同天數(shù)的月份用矩陣實現(xiàn)擴(kuò)展。但是最后失敗了，仿真不出預(yù)想的結(jié)果。雖然是失敗了，到時再這過程中也學(xué)到很多，發(fā)現(xiàn)自己以前不明白的地方弄明白了。這也是這次設(shè)計中一個很大的收獲。</p><p>　　談?wù)勛约旱男牡冒?。?jīng)過這一周的課程設(shè)計，覺得自己學(xué)會了很多。首先自己回去重新復(fù)習(xí)了以前學(xué)給的知識，在這過程中自己的基礎(chǔ)得到了鞏固，也將以前不怎么懂的知識搞懂了。其次是自己對這方面的設(shè)計產(chǎn)生了很大的興趣，給

16、自己學(xué)習(xí)帶來了很大的幫助。另外自己也學(xué)會了如何更有效的查找資料，也更加認(rèn)識到網(wǎng)上的資料豐富。這一周，自己過得有點糾結(jié)，當(dāng)電路出錯時，自己就好像進(jìn)入了瘋狂狀態(tài)，會一直想著這個錯誤。但總得來說，這周給我的很多，自己收獲了很多。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)及應(yīng)用 科學(xué)出版社 李繼凱 楊 燕著</p>