数电课设-数字式闹钟.doc

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1、课程设计任务书数字式闹钟第一部分设计任务1.1设计任务(1)时钟功能：具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。(2)具有快速校准时、分、秒的功能。(3)能设定起闹时刻，响闹时间为1分钟，超过1分钟自动停；具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再发生起闹。1.2设计指标(1).有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用分个位数码管上的DP点显示。(2).计时以24小时为周期。(23:59→00:00)(3).具有较时电路，可进行分、时较对。(4).走时过程能按预设的定时时间(精确到小时)启动闹钟产生闹铃，闹铃响时约3s。第二部分设计方案2.1总体设计方案说明系统组成

2、：显示电路：译码器数码管秒信号发生器：由LM555构成多谐振荡器走时电路：计数器和与非门组成校时电路：秒信号调节闹钟电路：跳线的方法由计数器、译码器、组合逻辑电路、单稳态电路组成2.2模块结构与方框图1.秒钟与分钟显示电路用两片74290组成60进制计数器，输入计数脉冲CP加在CLKA’端，把QA与CPLB’从外部连接起来，电路将对CP按照8421BCD码进行异步加法计数，个位接成十进制形式，十位接成六进制形式，当R0(1)=RO(2)=1且R9(1)*R9(2)=0时74290的输出被直接置0，当R0(1)*RO(2)=0和R9(1)*R9(2)=0时开始计数。电路图如下

3、：连接成总电路时，分钟的输入信号由秒钟计数器提供。2.时钟显示电路：同样用2片74290组成24进制，当十位的为2，个位的为4时通过反馈电端，控制个位和十位同时清零，这样就可以按23翻0规律记数了。电路图如下：连接成总电路时，时钟输入信号由分钟计数器提供。3.调时分秒可接几个开关来控制个位，十位的信号输入，如开关1、2、space。如图示：4.闹钟分设置与上面相差一个输入信号，如下图：时设置的个位为十进制，十位为三进制，当十位为2时，通过反馈控制端，个位不能大于等于4，即小时十位为2时，个位加到4时十位和个位马上全部置0，从而让小时的设置只能最大设为23。当十位不是2时，个

4、位则加到9时再加一位则置0，如图示：闹钟部分时，将小时显示计数器、分钟显示计数器的8个输出端，闹钟时设置、闹钟分设置的8个输出端引出，用4个4077门进行比较，然后将4个4077门的8个输出端用2个7421进行与运算，将2个7421的输入输出端用3个与门进行与运算后输出到闹钟发声器。就完成了闹钟功能。当与时间显示计数器相连的显示器与与时间设置计数器相连的显示器显示的数字相同时，即相达闹钟条件，这时4个4077门的所有输入端都为1，经过二次与运算后输入到发声器的信号也为1，即闹钟开始，否则输入到发声器的信号为0，闹钟不响。闹钟会一直响，直到两个地方的时间不一样为止，也就是响一

5、分钟。具体电路看总电路。四、总电路工作原理及元器件清单1．总原理图第三部分电路设计与器件选择3.1秒信号发生器3.1.1模块电路及参数计算（1）LM555构成振荡器相关参数计算。所以：3.1.2工作原理和功能说明(1)采用LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz的脉冲信号（即T=1S）(2)555内部结构图及各部分功能。a、分压器为比较器提供基准电压，A1的基准电压为2/3V，A2的基准电压为1/3V。b、阈值端（TH）和触发端（TR）的外加输入信号和两个基准电压比较，当TH>2/3V时，A1输出高电平；当TR<1/3V时，A2输出高电平。反之，两比较器

6、输出低电平。c、A1、A2的输出作为RS触发器的输入。R=1时，Q=0；S=1时，Q=1d、RS触发器的反相输出端经反相驱动后输出U,即U=Qe、当Q=0时,T导通；Q=1时，T截止。3.1.3器件说明（1）LM555管脚图和功能表3.2走时电路设计（时、分、秒）3.2.1模块电路及参数计算走时电路包括秒计时器、分计时器、时计时器，每一部分由两片计数器级联构成。模块电路如下。3.2.2工作原理和功能说明（1）秒计时器秒计数器由十进制与六进制级联而成，两片74LS163和一片74LS20与非门实现。模60分成个位和十位，个位模10，十位模6。个位从0000计数到1001，利用

7、清零端将个位从0000重新开始计数，同时将1001信号作为一个CP脉冲信号传给十位，让十位开始从0000开始计数。以此规律开始计数，直到十位计数到5，个位计数到9时，通过十位的清零端将十位清零，重新开始计数，并将此信号作为一个CP脉冲信号传给分计数器。（2）分计时器同秒计时器。(3)时计时器时计数器是模24计数器，电路计数显示00~23，由两片74LS160和一片74LS00与非门实现。个位由74LS160制成模10计数器，十位由另一片74LS160制成模为3的计数器．将个位芯片的Q1信号与十位芯片的Q2信号提取出