数字电子技术基础课程设计.docx
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数字电子技术基础课程设计.docx
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数字电子技术基础课程设计
数字电子技术基础
课程设计
题目:
数字时钟
学院:
计算机与信息工程学院
班级:
姓名:
学号:
一、设计要求:
1、具有显示小时和分钟的时钟功能。
2、具有自动打铃功能:
可在8:
30、9:
15、9:
25、10:
10、10:
30、11:
15、11:
25、12:
10时响铃一分钟。
3、具有手动设置定时的功能。
4、结构简单。
二、设计方案:
说明:
1、信号源用555定时器构成多谐振荡器,产生频率1Hz的秒脉冲。
2、数字钟的秒位和分位采用六十进制计数,由两片十进制计数器74LS160和相关门电路改进而成。
小时位采用24进制,也由两片十进制计数器74LS160和相关门电路改进而成。
改进时,采用整体置数方式。
计数器输出端用显示译码器显示数字。
3、寄存器部分由32个移位寄存器74LS194排成216阵列,将每个寄存器按时分由高到低存入8个报时时刻的每一位,共16位。
三、单元设计:
1、信号源(秒脉冲):
秒脉冲由555定时器构成的多谐振荡器产生。
多谐振荡器频率:
取R1=R2=1.43Ω,C=330mF,
f=1Hz
在555定时器输出端加施密特触发器可对方波整形。
2、时钟电路:
分位和秒位的六十进制设计、小时位二十四进制设计:
对于秒位:
个位74160:
十位74160:
对于分位:
个位74160:
十位74160:
对于小时位:
个位74160:
十位74160:
注:
六片74160的CP信号全部接秒脉冲。
校时部分:
将小时位和分位的使能端分别接一个单刀双掷开关,一端接前一级输出信号,一端接高电位。
若想让小时位和分位快进,只需拨动开关,起到快进效果;将小时位和分位的强迫置位端分别接一个单刀双掷开关,一端接正常的置零信号,一端接地。
若想让小时位和分位归零,只需拨动开关,起到归零效果。
两部分组成校时功能。
如图:
四、组装、调试记录:
1、设计信号源时,产生的波形并不是标准方波,存在失真。
通过在555定时器输出端加施密特触发器得到标准1Hz方波。
2、在计数器连线时,不可将多余端悬空,应接高电位。
3、在设计分位向小时位进位时,必须保证分位和秒位同时出现59状态时,才进位。
否则时钟会在59分0秒的时候就向小时进位。
4、在设计电子时,需保证小时位出现23状态,同时分位和秒位都出现59状态时,才归零。
否则时钟会在23时整时归零。
5、对74160来说,D端为最高位,A端为最低位。
6、第一次打开仿真开关时,所有高低电位开关会置低电位。
解决方法:
再拨一次。
7、级联比较器时,第一个比较器的AGTB和ALTB接地,ALEB接高电位。
否则比较器不工作。
8、仿真时电路不正常工作,则用万用表和示波器查看电路。
9、将电路中的部分独立保存起来,这样在整体电路出错时,不至于整体删掉。
10、精诚所至,金石为开。
遇到问题时只要努力钻研,一定可以找出答案。
五、总逻辑图:
六、元器件清单:
555定时器:
1片
施密特触发器:
1片
可预置十进制计数器74LS160:
6片
4位通用移位寄存器74LS194:
32片
4位数值比较器CC14585:
4片
四2输入与门74LS08:
2片
四2输入与非门74LS00:
1片
四2输入或门74LS32:
1片
六非门74LS04:
1片
8位乒乓开关:
16片
单刀双掷开关:
4个
七、电路改进:
1、用数据选择器代替寄存器。
用16个数据选择器代替32个寄存器。
将8个时刻的每一位分别预置到一个D0到D7中,用计数器同步控制数据选择器的ABC输入端,使16个计数器同时输出D0到D7。
再将16个数据选择器的输出端接比较器,则每次会有16位数值(一个时刻)输入到比较器中。
2、用8组44位比较器阵列代替16组28位寄存器。
将8个时刻直接预置到8组比较器中,将时钟的16位输出接到8组比较器中,将比较器的输出通过或门接到蜂鸣器或指示灯。
按此接法,时钟的十六位输出会同时与8组比较器比较,只要有一组比较器组输出1,则蜂鸣器响或灯亮。
3、在寄存器、数据选择器或比较器前接一级编码器。
按照原设计,每次仿真前,需要拨168个开关,非常费时。
接一级编码器后,只需拨动很少量开关,即可预置8个时刻。
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- 关 键 词:
- 数字 电子技术 基础 课程设计