數(shù)字電路課程設(shè)計報告

時間：2023-03-16 23:21:42 報告我要投稿

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數(shù)字電路課程設(shè)計報告

　　設(shè)計題目：數(shù)字電子鐘邏輯電路

　　專業(yè)班級：自動化112班

　　學(xué)生姓名：xx

　　學(xué)號：xx

　　指導(dǎo)教師：xx

　　設(shè)計時間：xx

　　教師評語：成績評閱教師日期

　　一、摘要

　　所謂數(shù)字鐘，是指利用電子電路構(gòu)成的計時器。相對機械鐘而言，數(shù)字鐘能實現(xiàn)準確計時，并顯示時、分、秒，而且可以方便準確的對時間進行調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)整點報時的功能。因此，數(shù)字鐘的應(yīng)用十分廣泛。我們要通過這次的課程設(shè)計掌握數(shù)字鐘的原理，學(xué)會設(shè)計簡單的數(shù)字鐘。

　　二、設(shè)計任務(wù)

　　用中小規(guī)模集成電路設(shè)計一臺能顯示時、分、秒24時制地的數(shù)字電子鐘，具體要求如下：

　　時為00-23二十四進制計數(shù)器；秒、分為00-59六十進制計數(shù)器；整點報時，整點報時電路要求在每個整點前鳴叫五次低音（100Hz），整點時再鳴叫一次高音（500Hz）。

　　三、工作原理

　　數(shù)字電子鐘所采用的是十六進制計數(shù)器74LS161和十進制計數(shù)器74SL160，根據(jù)時分秒各個部分的的不同功能，設(shè)計成不同進制。秒的個位，需要10進制計數(shù)器，十位需6進制計數(shù)器（計數(shù)到59時清零并進位）。秒部分設(shè)計與分鐘的設(shè)計完全相同；時部分的設(shè)計為當(dāng)時鐘計數(shù)到24時，使計數(shù)器的小時部分清零，從而實現(xiàn)整體循環(huán)計時的功能。

　　四、可選器材：

　　(1)數(shù)字電子技術(shù)實驗系統(tǒng)箱

　　(2)直流穩(wěn)壓電源，

　　(3)集成芯片：74LS161 2個、74LS160 4個、 74LS00 2個、 74LS20 1個。

　　(4)喇叭，1/4W、8Ω。

　　五、參考電路

　　見附錄一、附錄二

　　六、方案的設(shè)計

　　計數(shù)部分：利用74LS161芯片，74LS160芯片和74LS00芯片組成的計數(shù)器，它們采用異步連接，利用外接標準1Hz脈沖信號進行計數(shù)。

　　1、顯示部分：將兩片74LS161芯片和四片74LS60的Q0Q1Q2Q3腳分別接到實驗箱上的數(shù)碼顯示管上，根據(jù)脈沖的個數(shù)顯示時間。 (一)設(shè)計步驟及方法

　　所有74LS161芯片和74LS160的16腳接5V電源(置為1)，3腳、4腳、5腳、6腳和8腳接地（置為0）。74LS00芯片的14腳接5V電源（置為1），7接地。 1、秒設(shè)計

　　秒部分具體設(shè)計如圖示：

　　秒部分設(shè)計圖

　　秒的個位部分為逢十進一，十位部分為逢六進一，從而共同完成60進制計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)到59時清零并重新開始計數(shù)。秒的個位部分的設(shè)計：利用十進制計數(shù)器74LS160和與非門74LS00在面包板上設(shè)計10進制計數(shù)器顯示秒的個位。計數(shù)器的1腳接高電平，7腳及10腳接1。因為7腳和10腳同時為1時計數(shù)器處于計數(shù)工作狀態(tài)、秒的個位和十位的2腳相接從而實現(xiàn)同步工作，15腳（串行進位輸出端）接十位的7腳和10腳。個位計數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進位，并十位部計數(shù)器的2腳脈沖輸入端CP，從而實現(xiàn)10進制計數(shù)和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計6進制計數(shù)器顯示秒的十位：7腳和10腳接各位計數(shù)器的15腳（串行進位輸出端），當(dāng)個位計數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進位，并十位部分開始計數(shù)，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和分個位計數(shù)器的2腳脈沖輸入端CP，從而實現(xiàn)6進制計數(shù)器和進位功能。

　　2、分鐘的設(shè)計

　　分鐘部分具體設(shè)計如圖示：

　　分部分設(shè)計圖

　　分鐘個位部分逢十進一，十位部分逢六進一，從而共同完成60進制計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)到59時重新開始計數(shù)。利用74LS160和74LS00設(shè)計10進制計數(shù)器顯示分的個位：1腳，7腳和10接高電平，15腳（串行進位輸出端）接十位計數(shù)

　　器的7腳和10腳。當(dāng)個位計數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（1001）2時產(chǎn)生進位，十位計數(shù)器和各位計數(shù)器的2腳相接從而實現(xiàn)同步工作。并將計數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實現(xiàn)10進制計數(shù)器和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計6進制計數(shù)器顯示分的十位：當(dāng)由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0101）2時，通過74LS00對Q2Q1與非接入74LS161的1腳清零端和小時的個位計數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實現(xiàn)6進制計數(shù)器和進位功能。

　　3、小時的設(shè)計

　　小時部分具體設(shè)計如圖示：

　　小時部分設(shè)計圖

　　利用74LS160和74LS00設(shè)計10進制計數(shù)器顯示小時的個位：7腳和10腳接高電平。15腳（串行進位輸出端）接入十位計數(shù)器的7腳和10腳，個位計數(shù)器和十位計數(shù)器的2腳相接從而實現(xiàn)同步工作方式。小時十位計數(shù)器的2腳脈沖輸入端，從而實現(xiàn)10進制計數(shù)器和進位功能。利用74LS161和74LS00在面包板上設(shè)計計數(shù)器顯示分鐘的十位：當(dāng)十位計數(shù)器由Q3Q2Q1Q0（0000）2增加到（0010）2并且個位計數(shù)器Q3Q2Q1Q0由（0000）2增加到（0100）2時，通過74LS00對十位計數(shù)器的Q1和個位計數(shù)器Q2與非，分別接入十位和個位的74LS161的1腳清零端，從而共同完成24進制計數(shù)器并清零。

　　七、電路總體說明

　　通過外接時鐘脈沖CP的作用下,秒的個位加法計數(shù)器開始記數(shù)，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管顯示數(shù)字即計數(shù)器。當(dāng)經(jīng)過10個脈沖信號后，秒個位計數(shù)器完成一次循環(huán)，秒十位計數(shù)器的CP與秒個位計數(shù)器的CP同步,秒個位計數(shù)器的Qcc使得秒十位的P和T端同時為1（Qcc為進位端，當(dāng)個位為9時進位并Qcc=1）,從而秒十位開始計數(shù)，秒十位計數(shù)器工作1次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，秒十位數(shù)字加1。當(dāng)經(jīng)過60個脈沖信號，秒部分完成一個周期，分鐘個位計數(shù)器的CP通過秒十位計數(shù)器的Q2Q1與非得到脈沖，分鐘個位計數(shù)器工作一次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，分鐘的個位數(shù)字加1。分部分的工作方式與秒部分完全相同。當(dāng)經(jīng)過3600個脈沖信號，分鐘部分完成一個周期，小時個位計數(shù)器的CP通過分十位計數(shù)器的Q2Q1與非得到脈沖，小時個位計數(shù)器工作一次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，小時的個位數(shù)字加1。當(dāng)小時個位部分完成一個周期，小時十位計數(shù)器的CP與小時個位計數(shù)器的CP同步,小時個位計數(shù)器的Qcc使得小時十位的P和T端同時為1,從而小時十位開始計數(shù)，小時十位計數(shù)器工作1次，通過譯碼器和數(shù)碼顯示管，小時的十位數(shù)字加1。當(dāng)小時十位部分計數(shù)到2同時小時的個位部分計數(shù)到4，小時個位計數(shù)器的清零端和十位計數(shù)器的清零端通過小時個位計數(shù)器的Q2和小時十位計數(shù)器的Q1與非得到信號，小時部分清零，從而完成了1次24小時計時。

　　八、實驗問題小結(jié)

　　1、實驗室缺少74LS248,74LS48芯片解決問題：用CD4511芯片代替

　　2、進行試驗時秒個位計數(shù)器完成一次循環(huán)之后沒有進位

　　解決問題：秒的個位和十位的2腳沒有相接從而不能實現(xiàn)同步工作

　　九、實驗總結(jié)

　　課程設(shè)計是我們運用所學(xué)知識，動手實踐的一個好機會。它既可以幫助我們加深對所學(xué)知識的理解，又能提高我們運用知識，聯(lián)系實際，動手實踐的能力。而且在設(shè)計過程中可能用到我們沒學(xué)過的知識，需要我們?nèi)ゲ殚嗁Y料獲取相關(guān)信息，這又提高了我們查找信息和學(xué)習(xí)新知識的能力。在實驗過程中，又會遇到許多意想不到的問題，需要我們?nèi)シ治鲈蚝腿绾稳ソ鉀Q這些問題。

　　我們通過親自動手連線、試驗，遇到問題、解決問題，鞏固了書本的知識，同時也學(xué)到了新的學(xué)問，明白了實踐的可貴性�？傊�，課程設(shè)計對我們提高自身能力是很有幫助的。

　　十、參考文獻：

　　《通用GENERAL集成電路速查手冊》

　　《數(shù)字電子技術(shù)》

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