-0-綜述隨著科技的快速發(fā)展,數(shù)字電子鐘在實際生活中的應(yīng)用越來越廣泛，小到普通的電子表,大到航天器等高科技電子產(chǎn)品中的計時設(shè)備。數(shù)字鐘是一個將“時”，“分”,“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分"，“秒”計數(shù)器和振蕩器組成。作為自動化的一名學(xué)生掌握并能夠獨立自主設(shè)計一個數(shù)字電子鐘是必要和必須的，既可以加深對課本上理論知識的理解又能鍛煉自己的思考和解決問題的能力。于是，在老師和學(xué)校的號召下，經(jīng)過查閱許多相關(guān)書籍和瀏覽許多網(wǎng)絡(luò)資源,我做了這款簡單數(shù)字電子鐘的設(shè)計。第一章方案設(shè)計與選擇數(shù)字電子技術(shù)的復(fù)雜性和靈活性決定了數(shù)字電子鐘的設(shè)計方案有多種，以下是本設(shè)計的方案選擇。脈沖信號源的選擇多諧振蕩器，信號發(fā)生器，脈沖芯片以及石英晶體振蕩器等方式都可以作為脈沖信號源,在此我選擇的是用555定時器制作的多諧振蕩器，主要考慮的是它的易于制作和很好的穩(wěn)定性.時分秒計數(shù)器的選擇時分秒計數(shù)器的選擇同樣有多種，74LS160和74LS161,74HC161，74LS191等等也都可以，考慮到其簡單易用和作為課本上重點內(nèi)容在此我選擇的是74LS160和74LS161。譯碼顯示器的選擇考慮到元件的易購性和與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,我選用6個1位共陰極數(shù)碼管作為顯示器。相應(yīng)的譯碼器選擇CD4511BD.第二章原理設(shè)計和功能描述2.1數(shù)字計時器的設(shè)計思想要想構(gòu)成數(shù)字鐘,首先應(yīng)選擇一個脈沖源—-能自動地產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)時間脈沖信號。而脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號地頻率較高，因此，需要進行分頻，使得高頻脈沖信號變成適合于計時的低頻脈沖信號，即“秒脈沖信號"（頻率為1Hz）.經(jīng)過分頻器輸出的秒脈沖信號到計數(shù)器中進行計數(shù)。由于計時的規(guī)律是：60秒=1分,60分=1小時，24小時=1天，就需要分別設(shè)計60進制，24進制計數(shù)器，并發(fā)出驅(qū)動信號。各計數(shù)器輸出信號經(jīng)譯碼器、驅(qū)動器到數(shù)字顯示器，是“時”、“分”、“秒"得以數(shù)字顯示出來。2。2數(shù)字電子鐘總體框架圖電子鐘在邏輯功能上是有秒脈沖發(fā)生器、秒計數(shù)器、分計數(shù)器、時計數(shù)器、譯碼器、顯示器等組成。其原理框圖如下所示：秒脈沖發(fā)生器秒脈沖發(fā)生器計數(shù)器譯碼器顯示器圖2-1電子鐘基本結(jié)構(gòu)示意圖2.3單元電路的設(shè)計2.3。1數(shù)字電子鐘原理圖圖2—2數(shù)字電子鐘原理圖2。3。2多諧振蕩器電路工作原理由555定時器組成的多諧振蕩器如圖（C)所示，其中R1、R2和電容C為外接元件.其工作波如圖(D）所示。圖2—3555定時器組成的多諧振蕩器及其工作波形圖設(shè)電容的初始電壓＝0，t＝0時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端＝＝0〈ＶＣＣ，比較器Ａ1輸出為高電平，Ａ２輸出為低電平,即，（1表示高電位，0表示低電位），觸發(fā)器置1,定時器輸出此時,定時器內(nèi)部放電三極管截止，電源經(jīng)，向電容Ｃ充電，逐漸升高。當(dāng)上升到時,輸出由0翻轉(zhuǎn)為1，這時,觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0〈t〈期間，定時器輸出為高電平1.時刻，上升到,比較器的輸出由１變?yōu)?,這時,,觸發(fā)器復(fù)0，定時器輸出。期間，，放電三極管T導(dǎo)通,電容Ｃ通過放電。按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)時比較器輸出由0變?yōu)?，Ｒ－Ｓ觸發(fā)器的，Ｑ的狀態(tài)不變,的狀態(tài)仍為低電平。時刻，下降到，比較器輸出由1變?yōu)?,R———S觸發(fā)器的1,0,觸發(fā)器處于1，定時器輸出。此時電源再次向電容C放電，重復(fù)上述過程.通過上述分析可知,電容充電時,定時器輸出,電容放電時，0，電容不斷地進行充、放電,輸出端便獲得矩形波.多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔?振蕩周期由圖（D）可知，振蕩周期。為電容充電時間，為電容放電時間。充電時間放電時間矩形波的振蕩周期因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。在本電路中取R1=1kΩ，R2=75kΩ，則由公式可求得T≈1.057s多諧振蕩器的電路圖如下所示：圖2—4555組成的多諧振蕩器該多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號的波形圖如圖2-5所示：圖2-5脈沖信號的波形圖2.3.3時間計數(shù)器電路時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器、時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成,其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器，時個位和時十位計數(shù)器為24進制計數(shù)器.秒、分60進制計數(shù)器原理圖如圖2—5所示：圖2—6兩片74LS161構(gòu)成60進制計數(shù)器原理圖圖2-7兩片74LS160構(gòu)成24進制計數(shù)器2.3。4顯示器數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設(shè)計提供的為1位共陰極七段LED數(shù)碼管，譯碼器選用CD4511BD。圖2—3-5顯示器電路第三章數(shù)字電子鐘仿真3。1仿真效果本設(shè)計采用Muitisim11進行仿真.仿真整體效果如圖所示:圖3-1整體電路仿真圖3.2結(jié)果分析經(jīng)測試，電路可以實現(xiàn)設(shè)計要求，可以實現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能，秒脈沖信號及60、24進制計數(shù)器均可正常工作。所以，基于仿真結(jié)果可以認(rèn)定,此次數(shù)字鐘的設(shè)計是成功的。第四章心得體會通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，把課本上學(xué)到的知識與實踐相結(jié)合。從中對學(xué)到的知識有了更進一步的理解，而且更進一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟，和設(shè)計中應(yīng)注意的問題.設(shè)計本身并不是有很重要的意義,而是同學(xué)們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力.各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點.同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別.另外,我還漸漸熟悉了mutisim這個仿真軟件的各個功能，讓我體會到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中,使我對辦公軟件有了更進一步的了解和掌握。熟練掌握了Multisim仿真軟件的使用，最重要的是提高了自己的動手實踐能力。具體來說:學(xué)會了如何使用Multisim11軟件。在實踐中了解了多種元件的功能和參數(shù).從仿真實踐中不僅學(xué)會了如何去分析問題和解決問題,也體會到了成功的喜悅和失敗的憂郁。提高了自己的讀圖和分析圖還有設(shè)計圖的能力.掌握了設(shè)計不同進制的計數(shù)器的方法。學(xué)會了用555定時器來產(chǎn)生一定頻率的脈沖的方法。在這次課程設(shè)計中存在的不足是由于時間緊、元件不好購買等原因，實物做的不夠好，有待提高?？傊?這次課程設(shè)計讓我學(xué)到了好多東西，這種課程設(shè)計對一個大學(xué)生是非常重要的，建議學(xué)校應(yīng)該多多舉辦類似的學(xué)習(xí)活動。第五章參考文獻［1］《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，艾永樂、付子義主編，中國電力出版社[2］《電工電子實踐系列教程電子技術(shù)實踐