电子技术课程设计课题

电子技术课程设计

课题一数字电子时钟

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、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、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，可采用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如：74LS 192、74LS161、74LS 163等完成对秒脉冲的计数，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，根据EWB或PROTEUS元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制）、有8个引脚的（显示8段位码，需要添加译码芯片），完成计数结果的输出显示。

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。

图1 校准电路

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59秒期间时，报时电路报时控制信号。报时电路选74HC30，选蜂鸣器为电声器件。

四、课程设计报告要求：

1、统一要求用A4纸打印；

2、须包含以下内容：

（1）设计题目

（2）设计目的

（3）设计任务及要求

（4）各个设计步骤

（5）原理框图、EWB或PROTEUS硬件电路图及综合调试的仿真效果图

（6）心得体会，要求500字以上。

课题二 篮球竞赛24秒计时器（选做内容）

一、设计要求

1. 具有24秒计时功能。

2. 设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。

3. 在直接清零时，要求数码显示器灭灯。

4. 计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。

5. 计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。

二、总体参考方案

24秒计时器总体参考方案框图如图2所示。

图2 24秒计时器总体参考方案框图

它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路等五个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。

为保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系：

1．操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。

2．当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP （秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，数码显示器显示24秒字样；当启动开关断开时，计数器开始计数。

3．当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP ，计数器处于锁存状态；当暂停/连续开关断开时，计数器继续累计计数。

外部操作开关

课题三数字抢答器（选做内容）

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

数字抢答器总体参考方案框图如图2.1所示。

01234567

（抢答器键号）

图2.1 数字抢答器总体参考方案框图

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。