这是本科期间课程中的一个比较大且必须完成的任务，即数字钟的设计与PCB原理图的绘制，希望能帮助到大家。
课 程： 数字电路与逻辑设计
专业班级： 通信工程143班
多功能数字钟设计实验 一、实验任务 设计一多功能数字钟并进行仿真以及PCB制版。 二、实验要求 1、仿真：要有7段译码电路 2、要有原理图 3、PCB制版要求：底层单层布线，尺寸为150mm*100mm、线宽和间隔大于或等于0.4mm，焊盘D≥108mm 三、实验内容 数字钟设计方案基本框图如下：
1、时的设计： 时的计数以24小时为周期，按通常的习惯，24小时计数器的计数序列为00，01，…，22，23，00，…，即当计数到23小时59分59秒时，再来一个秒脉冲，计数器就进到00时00分00秒。这样，可利用反馈置数或反馈清零法进行二十四进制计数。 2、分、秒的设计： 分和秒计数器都是模M=60的计数器。计数规律为00，01，…，58，59，00，…。它们的个位都是十进制，而十位则是六进制。 3、译码显示： 将计数器输出的4位二进制代码，译码显示出相应的十进制数状态，可利用译码显示器和数码管实现。 4、校时电路： 校时可用1s脉冲快速校正，也可手动产生单次脉冲慢校正至时或者分计数器。可设置变量来控制实现校正或正常计数。 四、Multisim仿真与分析
1、设计方案与模块框图 
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。 一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如下图所示。 
（2）分频器 由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS160来实现，得到需要的秒脉冲信号。  秒脉冲功能的实现： 
（3）计数器 秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为十二进制。 ①六十进制计数 由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片74LS161组成六十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。如下图所示。
②二十四进制计数 “24翻1”小时计数器是按照“00——02——03——....——23——00——01——02——....”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。计数器的状态要发生两次跳跃：一是计数器计到9，即个位计数器的状态为Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脉冲作用下计数器进入暂态1010，利用暂态的两个1即Q03Q01使个位清零，同时向十位计数器进位使Q10=1；二是计数器计到23后，在第24个脉冲作用下个位计数器的状态应为Q03Q02Q01Q00=0000，十位计数器的Q10=0。 
（4）译码器 、显示器 译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。 本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字. 由于MULTSIM有四脚的显示器所以就没用译码器，在用DXP做PCB时使用了译码器。 
（5） 校时电路 当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。 对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。 校时开关
四、Protel制版 1、整体原理图 . 
2、PCB
3、PCB版打印图 
六、实验总结
通过这次数字钟的设计仿真实验，我对数逻里所学的知识，有了一个更加深入的了解，将学过的理论知识真正应用到实践中去，同时让我明白在学习理论知识的时候，我们应该更注重实践，通过所学的知识，设计一些对我们的日常生活很有用的东西。通过这次实验设计仿真PCB版制作，还让我们学会了查找资料的方法，提高了我们处理分析电路，设计电路的能力。 作为工科类的学生，以后工作了难免要碰到许许多多的问题，要坚持下去，才能看到胜利的曙光。 我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了PROTEL如何制版以及各种其它有关于数字电路的知识。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此数字电路仿真设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识。也遇到了很多问题解决了很多问题，从不会用这两个软件到现在可以熟练的进行仿真并尝试绘制PCB版。通过这次实验使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
Altium Designer画的原理图和PCB图如下：(51hei附件中可下载工程文件)
仿真工程pcb与完整的Word格式文档51黑下载地址：
数字钟.zip
(1.17 MB, 下载次数: 456)
| 
[复制链接]
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
淘帖
顶
踩
