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《數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)》PPT課件

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《數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)》PPT課件

電工學(xué)A1課程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)題目: 數(shù)字電子鐘計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì),一、設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求,設(shè)計(jì)任務(wù):,用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)數(shù)字電子鐘,基本要求如下: 采用LED顯示累計(jì)時(shí)間“時(shí)”、“分”、“秒”。 具有校時(shí)功能。,二、設(shè)計(jì)步驟,圖1 數(shù)字電子鐘系統(tǒng)框圖,1秒信號(hào)發(fā)生器,秒信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分,它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘通常用晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。,圖2 秒信號(hào)發(fā)生器,注:鼓勵(lì)同學(xué)們查閱資料、利用其他方法設(shè)計(jì)秒信號(hào)發(fā)生電路,利用555定時(shí)器設(shè)計(jì),注:鼓勵(lì)同學(xué)們查閱資料、利用其他方法設(shè)計(jì)秒信號(hào)發(fā)生電路,設(shè)計(jì)方法二,2秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì),秒、分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器。使用“置數(shù)法”或“清零法”以及利用計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)方法,可實(shí)現(xiàn)任意進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。,(1)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,首先將兩片十進(jìn)制集成計(jì)數(shù)器設(shè)置成十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器,將第一片計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出連到第二片計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸入,這樣兩片計(jì)數(shù)器最大可實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,可利用“置數(shù)法”或“清零法”的方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出“2Q3Q2Q1Q0、lQ3Q2Q1Q0=0110、0000”時(shí),通過門電路形成一置數(shù)脈沖,使計(jì)數(shù)器歸零。此電路可作為秒、分計(jì)數(shù)器。,二片74LS290可構(gòu)成100以內(nèi)的計(jì)數(shù)器,例:60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,.,0010(2),0100(4),S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,計(jì)數(shù)脈沖,S92,S91,Q3,Q0,Q2,Q1,R01,R02,C1,C0,十位,個(gè)位,兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(100進(jìn)制),(2) 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器,同理當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0100”,十位計(jì)數(shù)器狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0010”時(shí),要求計(jì)數(shù)器歸零。通過把個(gè)位Q2、十位Q1相與后的信號(hào)送到個(gè)位、十位計(jì)數(shù)器的置數(shù)端,使計(jì)數(shù)器復(fù)零,從而構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。,二片74LS290可構(gòu)成100以內(nèi)的計(jì)數(shù)器,例:二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器,0010(2),0100(4),十位,個(gè)位,兩位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器(100進(jìn)制),注意事項(xiàng),觸發(fā)方式(上升沿/下降沿觸發(fā)) 清零信號(hào) 進(jìn)制 TTL/CMOS,3譯碼顯示電路,譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯,變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器驅(qū)動(dòng)LED七段共陽極(共陰極)顯示數(shù)碼管。由LED七段數(shù)碼管組成的一位數(shù)碼顯示電路。若將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端,便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。注意應(yīng)在譯碼器輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)的R為限流電阻。,注意事項(xiàng),數(shù)碼管的類型(共陰/共陽) TTL/CMOS,4校時(shí)電路,數(shù)字鐘啟動(dòng)后,每當(dāng)數(shù)字鐘顯示與實(shí)際時(shí)間不符時(shí),需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行校時(shí)。 校“秒”時(shí),有兩種方法: (1)采用等待校時(shí)。將琴鍵開關(guān)K1按下,此時(shí)利用門電路封鎖,使秒信號(hào)進(jìn)入不到“秒計(jì)時(shí)器”中,此時(shí)暫停秒計(jì)時(shí)。當(dāng)數(shù)字鐘秒顯示值與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間秒值相同時(shí),立即松開K1,數(shù)字鐘秒顯示與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間秒計(jì)時(shí)同步運(yùn)行,完成秒校時(shí)。 (2)采用清零(置零)校時(shí),當(dāng)將琴鍵開關(guān)K1按下,使得秒計(jì)數(shù)器置零,實(shí)現(xiàn)秒校時(shí)。,?!胺帧?、“時(shí)”的原理比較簡(jiǎn)單,采用加速校時(shí)。例如分校時(shí)使用G2、G3、G4三與非門,當(dāng)進(jìn)行分校時(shí)時(shí),按下琴鍵開關(guān)K2,由于門G3輸出高電平,秒脈沖信號(hào)直接通過G2、G4門電路被送到分計(jì)數(shù)器中,使分計(jì)數(shù)器以秒的節(jié)奏快速計(jì)數(shù)。當(dāng)分計(jì)數(shù)器的顯示與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)問數(shù)值相符時(shí),松開K2即可。當(dāng)松開K2時(shí),門電路G2封鎖秒脈沖,輸出高電平,門電路G4接受來自秒計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)位信號(hào),使分計(jì)數(shù)器正常工作。同理,“時(shí)”校時(shí)電路與“分”校時(shí)電路工作原理完全相同。,注意事項(xiàng),TTL/CMOS 設(shè)計(jì)出合理的邏輯關(guān)系并構(gòu)成電路,5電路調(diào)試,(1)標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)調(diào)試 用示波器觀察標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)的輸出應(yīng)為一標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)波形。 (2)時(shí)、分、秒及顯示電路的調(diào)試 將秒信號(hào)分別引入到時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器單元電路中,觀察電路的工作情況。 (3)校時(shí)電路的測(cè)試 將秒信號(hào)分別引入到校時(shí)電路中,分別按下K1及K2,檢查分計(jì)數(shù)器及時(shí)計(jì)數(shù)器的工作情況。,二、設(shè)計(jì)成果及要求,課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí),應(yīng)完成下列設(shè)計(jì)成果: 1課程設(shè)計(jì)說明書; 2設(shè)計(jì)圖紙,即整個(gè)系統(tǒng)的電路圖。,課程設(shè)計(jì)說明書撰寫要求如下:,1編寫內(nèi)容要求 按照課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,編寫課程設(shè)計(jì)說明書(不少于3000字)。要求內(nèi)容正確,語言力求簡(jiǎn)練,表達(dá)清楚。說明書中的計(jì)量單位、制圖、制表、公式、縮略詞和符號(hào)應(yīng)遵循國(guó)家的有關(guān)規(guī)定。 說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容: (1)封面 (2)目錄 (3)摘要 (4)正文 系統(tǒng)概況、總體設(shè)計(jì)方案的論證及選擇、原理說明、設(shè)計(jì)計(jì)算及元器件選擇等。 (5)總結(jié)與致謝 本次課程設(shè)計(jì)的收獲、意見或建議、對(duì)指導(dǎo)教師的致謝等。 (6)參考文獻(xiàn),2課程設(shè)計(jì)說明書撰寫規(guī)范 一律采用A4帶頁眉的打印紙、用黑色簽字筆或鋼筆手寫,要求字跡工整。 設(shè)計(jì)圖紙繪制要求如下: 一律采用A3紙、用鉛筆手繪,圖紙右下角要有標(biāo)題欄。,三、設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定,1考核依據(jù) (1)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)期間的實(shí)際表現(xiàn)及工作能力; (2)課程設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)圖紙等設(shè)計(jì)成果的完成質(zhì)量。 2評(píng)分方式 課程設(shè)計(jì)成績(jī)按百分制計(jì)分,其中: 考勤占20%, 設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量占30%, 設(shè)計(jì)說明書占30%。 答辯占20%,四、參考文獻(xiàn),1 秦曾煌.電工學(xué)(下冊(cè))M.北京:高等教育出版社.2005 2 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)M. 北京:高等教育出版社.2006 3 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分)M. 北京:高等教育出版社.2006 4 姚福安. 電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐M. 濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社.2005,五、本次課程設(shè)計(jì)特別說明,關(guān)于課程設(shè)計(jì)說明書: 1、需要用統(tǒng)一的格式(統(tǒng)一封面,統(tǒng)一紙的樣式) 2、嚴(yán)禁抄襲?。òㄕn程設(shè)計(jì)說明書和課程設(shè)計(jì)圖紙) 關(guān)于設(shè)計(jì)內(nèi)容: 1、鼓勵(lì)同學(xué)們查閱資料,創(chuàng)新設(shè)計(jì),如果設(shè)計(jì)有新意,則會(huì)給予加分。 2、要求上機(jī)調(diào)試,且需要將軟件存檔。 關(guān)于課程設(shè)計(jì)期間的紀(jì)律問題: 1、嚴(yán)禁在機(jī)房玩游戲看電影等娛樂活動(dòng),否則取消上機(jī)資格,以曠課記錄。 2、允許請(qǐng)假,但不允許無故請(qǐng)假和曠課。,本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排,周一:上午設(shè)計(jì)講解,下午上機(jī)。 周二:上午自己查閱資料,自己設(shè)計(jì),下午講解課程設(shè)計(jì)說明書書寫。 周三:上午上機(jī),下午自己設(shè)計(jì)。 周四:完成圖紙以及課程設(shè)計(jì)說明書 周五:手繪圖紙和手寫課程設(shè)計(jì)說明書上交,驗(yàn)收,答辯,課程設(shè)計(jì)結(jié)束。,

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