數電實訓指導書

《數字電子技術課程設計》指導書

指導教師：陳崗毛莉娜

設計題目：多功能數字電子鐘的設計與製作

1、課程設計的目的

數字電子技術課程設計通過把理論教學與實踐教學緊密的結合在一起，將所掌握的理論知識應用於實踐中來，從而加深對所學理論知識的理解並培養簡單電子電路或產品的設計能力。

本次課程設計為多功能數字電子鐘的設計與製作。數字時鐘是一種採用數位電路技術實現「時」、「分」、「秒」數字顯示的記時裝置。與機械式時鐘相比具有更高的準確性與直觀性。

目前，數字鐘的功能越來越強，並且有多種專門大規模積體電路可供選擇。但從有利於學習的角度考慮，我們採用中小規模電路來製作。

2、課程設計內容及要求

（1）主要技術指標和要求

a、設計一台能直接顯示「時」、「分」、「秒」十進位制的數字時鐘。

b、具有校時功能，可分別對「時」、「分」、「秒」進行單獨校時。

c、計時過程中具有整點報時功能。（不做硬性要求，自選項）

（2）方案選擇及工作原理

該數字電子時鐘的組成框圖如圖1所示。數字時鐘實際上是乙個對標準頻率（1hz）進行計數的計數電路，由於起始時間不可能與標準時間一致，所以需要新增乙個校時電路。當然，根據需要還可以新增報時功能控制電路。

標準的1hz時間訊號要做到十分準確穩定，要使用石英晶體振盪器電路構成。實驗中我們可以使用555秒訊號發生器來產生秒訊號脈衝。

圖1● 秒脈衝發生器設計

產生秒訊號的電路有多種形式，可以利用石英晶體振盪器與分頻電路來獲得，在不是要求十分精確的情況下可以利用555訂時器組成的秒訊號發生器uo產生1hz訊號。如圖，產生的訊號週期：t=0.

7(r1+2r2)c。

圖2● 計數器

「秒」、「分」、「時」分別為六

十、六十、二十**制的計數器。它們分別用兩塊十進位制計數器來實現。計數器可用反饋清零或反饋置數來實現。

比如：秒計時電路，用兩片十進位制計數器級聯，分別表示秒的個位與十位，表示個位的計數器逢十向表示十位的計數器進一；而表示十位的計數器到六便向「分」計數電路進一，且此時「秒」計數電路置零。對於「分」「時」計數電路原理同上。

● 解碼顯示電路

因本課題計數全部採用十進位制整合塊，因而計數器的解碼顯示採用bcd—七段解碼器，顯示器採用共陰極或共陽極顯示。

● 校時電路

在剛開機接通電源時，由於「時」「分」為任意值，所以需要進行調整。「校時」電路的基本原理是將秒訊號直接引入「時」計數器，同時將「分」計數器置零，讓「時」計數器快速計數，在「時」的指示達到所需數字後，切斷與「秒」訊號的聯絡。「校分」電路也是如此。

● 整點報時電路

此電路要求每當「分」與「秒」計數器到59分50秒時，便自動驅動音響電路，在10秒內發出5次鳴叫聲。要求每隔一秒叫一次，每次叫聲持續一秒。這樣最後一聲鳴叫正好為整點（0分0秒）。

3、安裝與除錯

根據先區域性後整體的原則，本系統可以劃分為幾個功能塊，沿訊號流向分級除錯。

1) 秒訊號產生，根據秒脈衝發生器訊號週期計算公式，代入相應資料計算調節滑動變阻器使輸出脈衝週期為準秒脈衝；然後把輸出訊號接入示波器利用示波器調節使輸出訊號為秒訊號。

2）將「秒」訊號送入「秒」計數器，檢查個位、十位是否按10s、60s進製，若均正常，可按同樣方法檢查「分」和「時」計數器。

3）校時方法很多，可以採用手動控制分別對「時」、「分」觸發，也可以通過引入秒訊號直接對「時」、「分」進行觸發。

4）將所有電路連線進行總除錯。

以上操作發現問題可以自己先進行分析解決；自己解決不了的問題同學討論或找老師指導解決

4、課程設計考核辦法

平時表現 20%；最終電路演示及答問40%；設計報告 40%；設計報告中寫出設計與製作全過程，附上有關資料與圖紙及心得體會。

附課數位電路技術程設計時間安排

2012/2013 第二學期數位電路課程設計時間安排第14，15周

14周：led121班實訓安排

移動121班實訓安排