簡易數(shù)字鐘的設(shè)計

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1、電子技術(shù)課程設(shè)計專業(yè)：電氣工程及其自動化學號：姓名：指導老師：10簡易數(shù)字鐘的設(shè)計【摘要】本次在對簡易數(shù)字鐘進行設(shè)計中，提出了兩種整體設(shè)計方案，設(shè)計過程中對兩種方案不斷進行嘗試，不斷比較，在比較兩個方案的優(yōu)缺點后，選擇了其中較優(yōu)的一個方案，進行由上而下層次化的設(shè)計，先定義和規(guī)定各個模塊的結(jié)構(gòu)，再對模塊內(nèi)部進行詳細設(shè)計。在之后詳細設(shè)計的時候又根據(jù)可采用的芯片，分析各芯片是否適合本次設(shè)計，選擇較合適的芯片進行設(shè)計，最后將設(shè)計好的模塊組合并調(diào)試?！娟P(guān)鍵詞】電路，數(shù)字鐘，74LS160，子電路一、引言隨著

2、社會的進步，科技發(fā)展的速度越來越快，科技產(chǎn)品更新的頻率加大，而且當今很多領(lǐng)域大都用到數(shù)字鐘，我們身邊也遍布與數(shù)字鐘有關(guān)的生活用品。。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)字鐘能達到準確計時，并顯示小時、分、秒，同時能對該鐘進行調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)整點報時，定時報鬧等功能。在做本簡易數(shù)字鐘設(shè)計之前，通過老師及查閱資料，我知道有對此多種設(shè)計方案數(shù)字電路是我們計算機科學與技術(shù)學科的基礎(chǔ),數(shù)字電路實驗是學習數(shù)字電路的一個重要環(huán)節(jié),它不僅能鞏固理論知識的學習,而其能提高實驗動手

3、能力,增強設(shè)計和調(diào)試電路的能力.設(shè)計過程采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，先分析任務，得到系統(tǒng)要求，然后進行總體設(shè)計，劃分子系統(tǒng)，然后進行詳細設(shè)計，決定各個功能子系統(tǒng)中的內(nèi)部電路，最后進行測試。二、設(shè)計要求能按時鐘功能進行小時、分鐘、秒計時，并顯示時間及調(diào)整時間，能整點報時，定點報時，使用4個數(shù)碼管，能切換顯示。小時的計時要求為“12翻1”，分和秒的計時要求為60進位。分和秒計數(shù)器都是模M=60的計數(shù)器，其計數(shù)規(guī)律為00—01—…—58—59—00…10時計數(shù)器是一個“12翻1”的特殊進制計數(shù)器，即當數(shù)字鐘運行

4、到12時59分59秒時，秒的個位計數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字鐘應自動顯示為01時00分00秒，實現(xiàn)日常生活中習慣用的計時規(guī)律準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。此外，對校時電路的要求是：1是在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；2是在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。三、方案分析在前面已提到，在本次設(shè)計時，將采用多種設(shè)計方案并進行比較，本階段的任務是根據(jù)任務要求進行模塊劃分，提出兩種方案，并對進行了認真的比較分析，找出兩種方案的優(yōu)缺點，最終確定一個的方案。方案一、采用異步電路，數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)

5、選擇就是指經(jīng)過選擇，把多個通道的數(shù)據(jù)傳送道唯一的公共數(shù)據(jù)通道上去，實現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路稱為數(shù)據(jù)選擇器。在此電路中，將時鐘信號輸給秒模塊，秒模塊的進位輸給分模塊，分模塊進位輸入給時模塊，切換的時候使用2選1數(shù)據(jù)選擇器進行切換，電路框圖如下：顯示切換秒鐘分鐘小時控制1Hz脈沖信號鬧鐘該方案的優(yōu)點是模塊內(nèi)部簡單，基本不需要額外的電路，但缺點也很明顯，該方案結(jié)構(gòu)不清晰，模塊間關(guān)系混亂，模塊外還需使用較多門電路，不利于功能擴充，且使用了異步電路，計數(shù)在59的時候，高一級馬上進位，10方案二、采用同步電

6、路，總線結(jié)構(gòu)此方案中，時鐘信號分別加到各個模塊，各個模塊功能相對獨立，框圖如下：鬧鐘小時分鐘秒鐘顯示控制顯示總線控制總線1Hz信號該方案用總線結(jié)構(gòu)，主要功能集中在模塊內(nèi)部，模塊功能較為獨立，模塊間連線簡單，易于擴展，而且結(jié)構(gòu)清晰明了。綜上所述，本次設(shè)計采用方案二。此外，根據(jù)數(shù)字鐘功能原理，秒計數(shù)和分計數(shù)為60進制，時計數(shù)為24進制，為了簡化設(shè)計，秒和分計數(shù)采用同一單元。控制模塊有兩部分，一為實現(xiàn)調(diào)整切換，二為實現(xiàn)顯示切換?，F(xiàn)對本方案中的各個主要功能模塊的接口定義如下：1、60進制模塊（電路圖中模塊

7、名稱為60count，下同。）實現(xiàn)同步60進制計數(shù)，可調(diào)整如下：電源5v時鐘信號輸入接1Hz的信號源進位輸入接秒的進位信號，實現(xiàn)秒功能時，接低電平。進位輸出秒模塊接分模塊，分模塊接時模塊顯示輸出接到顯示總線，能閃爍鬧鐘比較信號輸出接到鬧鐘，秒模塊懸空整點報時信號輸出接到響鈴，實現(xiàn)3短1長響鈴調(diào)整使能端入0有效，有效時，顯示信號輸出，同時屏蔽進位輸入和進位輸出，允許調(diào)整信號輸入。顯示使能端入0有效10調(diào)整信號輸入2、24進制模塊（24count）實現(xiàn)同步24進制計數(shù)，可調(diào)整如下：電源，時鐘信號5v，

8、接1Hz的信號源進位輸入接分的進位信號進位輸出秒模塊接分模塊，分模塊接時模塊顯示輸出接到顯示總線，能閃爍鬧鐘比較信號輸出接到鬧鐘調(diào)整使能端，顯示使能端，調(diào)整信號輸入入0有效，有效時，顯示信號輸出，同時屏蔽進位輸入和進位輸出，允許調(diào)整信號輸入。3、鬧鐘模塊（60clock，24clock）實現(xiàn)可與時鐘比較，并輸出鬧鈴信號，可調(diào)整電源，時鐘信號同上鬧鐘比較信號輸入秒模塊接分模塊，分模塊接時模塊顯示輸出同上鬧鈴輸出接到蜂鳴器調(diào)整使能端，顯示使能端，調(diào)整信號輸入同上4、控制模塊（fun，f