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)一臺數(shù)字電子鐘,基本要求如下： 采用LED顯示累計(jì)時間“時”、“分”、“秒”。 具有校時功能。,二、設(shè)計(jì)步驟,圖1 數(shù)字電子鐘系統(tǒng)框圖,1秒信號發(fā)生器,秒信號發(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 秒信號發(fā)生器,注：鼓勵同學(xué)們查閱資料、利用其他方法設(shè)計(jì)秒信號發(fā)生電路,利用555定時器設(shè)計(jì),注：鼓勵同學(xué)們查閱資料、利用其他方法設(shè)計(jì)秒信號發(fā)生電路,設(shè)計(jì)方法二,2秒、分、時計(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?，F(xiàn)要設(shè)計(jì)一個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，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，要求計(jì)數(shù)器歸零。通過把個位Q2、十位Q1相與后的信號送到個位、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 進(jìn)制 TTL/CMOS,3譯碼顯示電路,譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”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LED七段數(shù)碼管的譯碼器驅(qū)動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”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校時電路,數(shù)字鐘啟動后,每當(dāng)數(shù)字鐘顯示與實(shí)際時間不符時,需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行校時。 ?！懊搿睍r，有兩種方法： （1）采用等待校時。將琴鍵開關(guān)K1按下，此時利用門電路封鎖，使秒信號進(jìn)入不到“秒計(jì)時器”中，此時暫停秒計(jì)時。當(dāng)數(shù)字鐘秒顯示值與標(biāo)準(zhǔn)時間秒值相同時，立即松開K1，數(shù)字鐘秒顯示與標(biāo)準(zhǔn)時間秒計(jì)時同步運(yùn)行，完成秒校時。 （2）采用清零（置零）校時，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。,?！胺帧?、“時”的原理比較簡單，采用加速校時。例如分校時使用G2、G3、G4三與非門，當(dāng)進(jìn)行分校時時，按下琴鍵開關(guān)K2，由于門G3輸出高電平，秒脈沖信號直接通過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)時問數(shù)值相符時，松開K2即可。當(dāng)松開K2時，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，使分計(jì)數(shù)器正常工作。同理，“時”校時電路與“分”校時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)秒信號調(diào)試 用示波器觀察標(biāo)準(zhǔn)秒信號的輸出應(yīng)為一標(biāo)準(zhǔn)秒信號波形。 (2)時、分、秒及顯示電路的調(diào)試 將秒信號分別引入到時、分、秒計(jì)數(shù)器單元電路中，觀察電路的工作情況。 (3)校時電路的測試 將秒信號分別引入到校時電路中，分別按下K1及K2，檢查分計(jì)數(shù)器及時計(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，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、縮略詞和符號應(yīng)遵循國家的有關(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)成績評定,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評分方式 課程設(shè)計(jì)成績按百分制計(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）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！（包括課程設(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，否則取消上機(jī)資格，以曠課記錄。 2、允許請假，但不允許無故請假和曠課。,本次課程設(shè)計(jì)時間安排,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。,