数字电子设计基于震荡器的时钟设计.docx

报告评分批改老师物理与电子信息科学系数字电子线路课程设计报告-“数字时钟设计”专 业 电子信息科学与技术班级电信（2）班 学生姓名XXXXXX学 号08000000指导教师黄XX提交日期 2010年 12月31日目录1数电设计实验框图原理.22数电设计实验protues仿真调试.22.1 共阳极七段数码管.2译码器74LS47.4.52.4六进制计数器74LS92.7 555振荡器.82.6按键复位电路.93protel原理图和PCB焊接线路设计.103.1 protel原理图设计.103.2 protel PCB焊接电路设计.104元件清单.115电路焊接.126设计总结.12参考文献.131. 数字时钟设计原理本设计采用555定时器来输入脉冲，先通过74LS90进行十进制计数（时钟的秒数个位），达到进位时将进位送入74LS92进行六进制计数（时钟的秒数十位），进位送入74LS90进行十进制计数（时钟的分位）；由74LS47译码后送给数码管进行显示。数字时钟结构框图如图图1.1 数字时钟的原理框图2. 模块设计及protues仿真共阳极七段数码管的概念所谓共阳就是数码管内部的8个发光二极管的正极共用一根导线连接.这样做的目的就是为了使要控制的变量只有负极一个.当二极管的负极接低电位时数码管就会亮,反之接高电位则不会亮.共阴极数码管的内部构造与共阳正好相反。所以在购买时要用万用表测量。图 数码管原理图图 数码管引脚图下面是共阳极七数码管的仿真图图共阳极七段数码管的仿真图2.2 译码器74LS47表2.2 74LS47的真值表十进制或功能输入BI/RBO输出字形LTRBIDCBAabcdefg0HHLLLLHLLLLLLH1HXLLLHHHLLHHHH2HXLLHLHLLHLLHL3HXLLHHHLLLLHHL4HXLHLLHHLLHHLL5HXLHLHHLHLLHLL6HXLHHLHHHLLLLL7HXLHHHHLLLHHHH8HXHLLLHLLLLLLL9HXHLLHHLLLHHLL74LS47的仿真图74LS47的仿真图十进制计数器74LS9074LS90是异步二五十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。74LS90的功能如表2.3所示。通过不同的连接方式，74LS90 可以实现四种不同的逻辑功能；而且可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助 S9(1)、S9(2)将计数器置 9。其功能详述如下：(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。(2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。(3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，则构成异步8421 码十进制加法计数器。(4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，则构成异步5421 码十进制加法计数器。(5)清零、置9 功能。a) 异步清零功能。当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零，即QDQCQBQA0000。b) 置 9 功能。当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)为任意值时，实现置 9 功能，即QDQCQBQA =1001。表2.3 74LS90功能表输 入输 出功 能清 0置 9时 钟QD QC QB QAR0(1)、R0(2)S9(1)、S9(2)CP1 CP211000000清 000111001置 90 00 0 1QA 输 出二进制计数1 QDQCQB输出五进制计数 QAQDQCQBQA输出8421BCD码十进制计数QD QAQDQCQB输出5421BCD码十进制计数1 1不 变保 持74LS90接入后的仿真图图74LS90的仿真图2.4六进制计数器74LS9274LS92的真值表表2.4 74LS92真值表 COUNTOUTPUTQ0Q1Q2Q30LLLL1HLLL2LHLL3HHLL4LLHL5HLHL6LLLH7HLLH8LHLH9HHLH10LLHH11HLHH74LS92的仿真图图2.4.174LS92的仿真图以上电路的组合连接仿真图图2.4.2组合电路仿真2.5 555振荡器用555定时器构成多谐振荡器，输出稳定的调频脉冲，作为时间基准。振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号。振荡频率的精度和稳定度决定了数字钟的质量。图采用集成电路555定时器与RC组成T=1ms的多谐振荡器。输出的脉冲频率为f=1kHz。555振荡器电路图图2.5.1 555振荡器电路图解555震荡电路仿真图图555震荡电路仿真图2.6按键复位电路仿真图图按键复位电路3. protel原理图和PCB焊接线路设计3.1 protel原理图设计从protel中找出设计所需要元件，根据实验设计框图画出原理图如下：图3.1 protues原理图3.2 protel PCB焊接电路设计根据图设计的原理图，利用protel软件导入PCB，经合理分布排列后，做成如下PCB形式：图3.2 protel原理图4. 元件清单表4.1 元件清单元件名称数量（个）14脚插座316脚插座3共阳极七段数码管340脚插座174LS47374LS90274LS9215551电阻510122k1561电位器20k1按键开关1电容22uf11万能板（50003000mil）1插针35. 电路焊接根据3.2所示PCB电路焊接元器件以及线路:图5.1 元件面图5.2 焊接面6.设计总结本次实验原理很清楚，但是遇到问题却比想象中多，任何一点小错误都会让努力白费，所以细心，耐心是一定要的。实验虽不难,但在做实验的过程中却学到了许多,也尝试了许多的第一次,比如第一次使用protues,第一次使用protel,再到第一次拖焊.这中间有太多另人兴奋的尝试,当然也出了很多的错误和操作的盲区.但经过指导老师的细心讲解和帮助,总算是成功的掌握了一些基本的操作,在自己成功的完成了作品之后,一种小小的成就感由然而生,这为我们在学习知识的过程中增添了不少乐趣!数字电路复杂,因此需要我们连接时要有好的布局和合理的布线规则。在连接每一根线时，走线时要成直线直角，使电路板连线清晰美观。经过两星期的辛勤工作，让我们知道了许多的东西，也让我们了解了许多在书本上所学不到的知识和技能，这为我们在以后的工作起了非常重要的作用。通过这次也让我对数字钟的设计与制作，了解了设计电路的程序，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真，仿真成功之后再实际接线的。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。参考文献1 康华光,电子技术基础数字部分（第四版）,高等教育出版社