数字电子技术 课程设计
学院： 电气与信息工程学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 电气工程1203班 姓名： 李 伟 学号： 12401300109 指导老师： 张 橙 最终评定成绩：
2014年11月
数字电子时钟
一、 设计目的：
1、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法 2、了解数字电子钟的组成及工作原理 3、熟悉数字电子钟的设计与制作
二、 设计内容和要求：
设计一个数字电子钟，具体要求： 1、以24小时为一个计数周期； 2、 具有“时”、“分”、“秒”数字显示； 3、 数码管显示电路； 4、具有校时功能；
5、整点前10秒，数字钟会自动报时，以示提醒； 6、使用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；
三、 设计思路：
1、首先设计一个秒脉冲产生电路，采用555定时器构成多谐振荡器，通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数大小，使555定时器输出一个固定频率为1HZ的方波；
2、设计计时电路，计时电路即是计数电路，通过计数器集成芯片：74LS160、74LS20、74HC4511等完成对秒脉冲的计数和显示电路，其中要重点考虑所选择的计数器芯片的进制问题。秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0，秒钟十位进1，秒钟计到59，进60时，秒钟回00，分钟进1„，以此类推，完成全部计时设计；（可通过添加相应的与非门电路，使计数器按照要求回0）
3、显示电路，使用74HC4511作为译码芯片，8段数码管显示。 4、校准电路
通过RS触发器及与非门对“时”和“分”进行校准的电路如图1.4所示。下面以校“分”电路来说明校准电路的原理：
① 正常计数时，G1门开，秒脉冲进行单位产生的分脉冲可通过G1,G3(开门状态)送入分计数器，此时G2封锁，校准脉冲（即秒脉冲）进不去。
② 按下S1则G1封锁，“分”脉冲受阻，而G2打开，秒脉冲进入分计数器进行快速计数（即较分），校时电路与此完全相同。
5、整点报时电路
一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点前数秒内，数字钟会自动报时，以示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波，较复杂的也可以是实时语音提示。
根据要求，电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分
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59秒期间时，报时电路报时控制信号。
1.时基电路
图 1.1 555时基电路
如图中所示由555芯片组成时基电路，给系统提供周期是 1S 的时序。
分析：555芯片的第5管脚加0.01uf的电容的原因是滤除高频波，减少高频信号的干扰。
第2管脚10uf的电容是充放电作用，R1，R2是充电电阻，R1是放电电阻。
F=1/T T=t1+t2; T=0.7(R1+2R2)C;
当R1=R2=47K的时候 C=10uf时候 T大约为1S；
图1.2 功能运行示意图
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校时电路
图1.3 校时电路图
校时电路由74LS160和555的第3管脚输出脉冲组成。74LS60计数，555提供1S的方波。当按钮被按下的时候，校时电路开始工作，它会自动加数，当它计数到我们想要的数值的时候，再将按钮SW2按下，停止计数。这样就达到了我们想要的目的。
显示电路
图1.4 显示电路图
显示电路由 74LS160和74HC4511译码芯片还有8段数码管组成。当74LS160输出8421BCD码的时候，由74HC4511译码芯片开始工作将8421BCD码转化为数码管的段码。这样就能显示正确的数字了。
下面是74HC4511芯片的功能图：
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表 1.1 74HC4511功能表
整点报时
图1.6 数码管显示电路图
由图中的电路图可以知道当时间为整点时间的钱10秒开始报时。即出现59分50秒开始到 00分00秒的时候结束报时。所以我使用了6个非门，3个四输入的与门，一个三输入的与门实现报时电路的主要部分。一个LED起显示作用。
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功能全图
图1.7 全局电路图
四、体会：
通过本次设计，使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解，锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。对自己以后的学习和工作有很大的帮助。
刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手，脑子里比较浮躁和零乱。但通过一段时间的努力，通过重温数电，模电等电子技术的书籍，还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献，再加之在老师的指导和周围同学的帮助下，使我对自己的本设计有了熟练的掌握。
在整个的设计过程中我充满了激情和用心。记得在做实验的时候，也是用满腔的热情来完成各项实验任务，并在每项实验项目中都达到了优秀的成绩。 所以，我相信自己的实际动手能力，并一向的加强自己在这方面的努力。在这次的电子技术设计中亦是如此，用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节，不断的在图书管查看相关资料和期刊文献，特别在Internt上也收收获了很多新鲜的东西。这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。
虽然，在本设计中所用的方案不是最好的，但我想其中的原理是最基本的；虽然其中可能出现的误差会计较大些，但是是最经济的和实用的，我想在下去的一段时间里，我会将其的实物做出来，当然也有可能做成一个成型的数字时钟哦.
最后，我要衷心的感谢老师给了我们这一次实践的机会，让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足，通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道，这让我感到了要学习的东西还有很多很多。因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础，阔广知识面。
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数字抢答器
一、设计要求
1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、2、3、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。
2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。
3. 数字抢答器定时为30秒，启动起始键后，要求：①30秒定时器开始工作；②扬声器要短暂报警；③发光二极管亮灯。
4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。
二、总体参考方案
它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在定时时间内，优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上，与此同时，门控电路输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时到而无抢答者，定时电路立即关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂报警信号。
时基电路：
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显示电路：
按键电路：
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抢答自锁电路：
三、体会：
通过本次设计，使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解，锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。对自己以后的学习和工作有很大的帮助。
刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手，脑子里比较浮躁和零乱。但通过一段时间的努力，通过重温数电，模电等电子技术的书籍，还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献，再加之在老师的指导和周围同学的帮助下，使我对自己的本设计有了熟练的掌握。
在整个的设计过程中我充满了激情和用心。记得在做实验的时候，也是用满腔的热情来完成各项实验任务，并在每项实验项目中都达到了优秀的成绩。 所以，我相信自己的实际动手能力，并一向的加强自己在这方面的努力。在这次的电子技术设计中亦是如此，用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节，不断的在图书管查看相关资料和期刊文献，特别在Internt上也收收获了很多新鲜的东西。这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。
虽然，在本设计中所用的方案不是最好的，但我想其中的原理是最基本的；虽然其中可能出现的误差会计较大些，但是是最经济的和实用的，我想在下去的一段时间里，我会将其的实物做出来，当然也有可能做成一个成型的数字时钟哦.
最后，我要衷心的感谢老师给了我们这一次实践的机会，让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足，通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道，这让我感到了要学习的东西还有很多很多。因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础，阔广知识面。
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