电子综合设计课程设计-多功能数字钟.doc
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1、 电子综合设计任务书学生姓名:李志亚 专业年级:电科09-1班 学号:22091129 设计日期:2011年月日至2011年月日设计题目:多功能数字钟设计要求:1主要内容用CC4518双四位BCD同步加数器设计60秒、60分、24小时归零计时电路;用CC4511 七段译码驱动/锁存器及LG5011AH共阴极数码管设计译码及显示电路(数码管需加限流电阻)用脉冲开关设计校准功能用555构成多谢震荡器,实现(f=1HZ)秒脉冲信号发生器2整体电路原理图 60秒(60分)及24小时计数、编码、译码、显示(4路) 用8K纸复印纸手工画3EWB仿真图 60秒(60分)及24小时计数、译码、显示(6路)计算
2、机打印4设计原理图 用protel99设计原理图并打印5设计PCB版图 用protel99设计PCB板图并打印6扩展功能要求 设计整点报时功能 12小时归1电路摘要主要技术路线:用自己所学的数电知识,利用4518计数器生成出60和24进制的计数器然后利用4511解译码器进行EWB输出仿真;利用所生成的EWB原理图在protel软件中生成PCB电路板,最后生成板自己动手焊接,完成制作。系统设计特点:该数字钟利用了D触发器和与门的结合解决了初始状态下低位不是0的情况,并且利用了“555振荡器”代替了一般的晶体震荡管。最终实现的功能; 基本功能 实现60秒、60分、24小时的计数、译码、显示; 具有
3、校准功能;自带秒脉冲信号发生器 扩展功能 定点报时 闹时控制 仿广播电台整点报时 自动报整点时 提高功能 小时的计数要求为“12归1”关键词: 24进制 60进制 cc4518 cc4511 12归1目 录1 设计说明书 1.1技术指标.5 1.1.1基本功能.5 1.1.2扩展功能.5 1.1.3提高功能.5 1.2功能要求. .5 1.2.1主体电路. 5 1.2.2扩展电路.6 1.3器件要求.62 设计步骤 2.1方案确定.7 2.2秒脉冲发生器.7 2.2.1 555构成多谐震荡器.7 2.2.2 555构成多谐震荡器电路图.8 2.3秒、分、小时计数电路.8 2.3.1 cc451
4、8功能介绍.8 2.3.2 cc4518构成60、24进制计数单元电路原理.9 2.4译码、显示电路.10 2.4.1 cc4511功能介绍.10 2.4.2 LG5011AH共阴数码管.10 2.4.3 60进制技术、译码、显示单元电路.11 2.2.4 24进制技术、译码、显示单元电路.12 2.5校时电路.12 2.6扩展功能.13 2.6.1闹时功能.13 2.6.2定时报时电路.13 2.6.3 12归一电路.142.7焊接板电路分析.14 2.7.1石英晶体振荡器.14 2.7.2晶振构成秒信号发生器.15 2.7.3 二极管与门工作原理.15 2.7.4发光二极管工作原理.162
5、.7.5整流桥部分原理.16 2.8电路原件清单.18 2.8.1主板元件清单.18 2.7.2副版元件清单.183 焊接与调试.19 3.1系统软件仿真、硬件安装、调试遇到的问题.193.2记录问题现象、分析存在的原因.19 3.3说明排除方法和效果.19参考文献.20附录1.21附录2.22附录3.23附录4.24实验心得.251 设计说明书1.1技术指标1.1.1基本功能 实现60秒、60分、24小时的计数、译码、显示; 具有校准功能自带秒脉冲信号发生器1.1.2 扩展功能定点报时 闹时控制 仿广播电台整点报时自动整点报时1.1.3提高功能小时的计数要求为“12归1”1.2功能要求1.2
6、.1主体电路图1.2.1 主体电路思想1.2.2扩展电路图1.2.2(2)扩展电路其中在主板电路中的秒脉冲信号发送到扩展电路的分频电路中。1.3器件要求 计数电路:用CC4518计数器译码电路:用CC4511译码显示电路:用LG5011AH共阴数码管秒脉冲信号发生器:用555多谐振荡器(用发光二极管作输出显示)2 设计步骤2.1方案确定图2.1方案确定构架2.2秒脉冲发生器2.2.1 555构成的多谐震荡器 555芯片介绍1 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8 Vcc2.2.2 555构成多谐震荡器电路图参数计算:f=1HZ R1=285K R2=500K
7、C1=0.01F C2=1F tw1= Tw2= T=1s 图2.2.2多谐震荡电路2.3秒、分、小时计数电路2.3.1 CC4518功能介绍用CC4518构成60、24进制计数电路,然后级联组成时、分、秒整体计数电路4518真值表CLENR功能10加计数00加计数0不变0不变00不变10不变1Q3Q0=0图2.3.1 CC4518管脚图2.3.2 cc4518构成60、24进制计数单元电路原理图2.3.1(2)60进制计数单元电路图工作原理 CC4518 为双BCD 加计数器,该器件由两个相同的同步4 级计数器组成。计数器级为D 型触发器。具有内部可交换CP 和EN 线,用于在时钟上升沿或下
8、降沿加计数。在单个单元运算中,EN 输入保持高电平,且在CP 上升沿进位。CR 线为高电平时,计数器清零。计数器在脉动模式可级联,通过将Q3 连接至下一计数器的EN 输入端可实现级联。同时后者的CP输入保持低电平。CC4518 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。 根据CC4518管脚排列,如图2.3.1(2),左边管脚控制60进制的高位,逢6清零所以经0110输出经过与门后接MRB端清零,而左边管脚控制的是60的低位,为标准的10进制,所以MRA清零端只需接地即可。图2.3.1(3)24进制计数单元电路图工作原
9、理根据CC4518管脚排列,工作如原理同上,但是又有所不同如图2.3.1(3),如60进制,左边管脚控制24进制的高位,逢2清零,故经0010输出;右边管脚控制24进制的低位,逢10清零,故经1010输出,但同时要24归零所以两端输出经过与门,左端与右端同时输出2和4时,高电平有效,从与门出来分别接到MRA与MRB端清零。2.4译码、显示电路2.4.1 cc4511功能介绍CC4511实现译码显示输 入输 出LEBILTDCBAabcdefg00110000111111010110001011000020110010110110130110011111101140110100011001150
10、1101011011011601101100011111701101111110000801110001111111901110011110011 cc4511真值表图2.4.1 cc4511管脚图 LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态,cd4511输出被保持在LE=0时的数值。LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态
11、,不显示数字。不管输入DCBA状态如何,七段均发亮,显示“8”。它主要用来检测数码管是否正常。2.4.2 LG5011AH共阴数码管 该共阴极数码管和CC4511相连,相对应的a b c d e f g连在一起,而8管脚不连,3管脚接地。 图2.4.2(2)LG5011AH内部结构图图2.4.2 LG5011AH管脚图 图2.4.2(2)表示出了LG5011AH内部结构图由8个二极管所连接,AG控制数字“8”而DP则控制小数点。2.限流电阻计算:数码管的工作电压为U(手册数据),工作电流为I(手册数据),译码器输出的高电平Uag,则限流电阻上的电压应该为UU,限流电阻阻值: R(UagU)I
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