基于Proteus的數(shù)字電子鐘設(shè)計

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設(shè)計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設(shè)計電路進(jìn)行了仿真調(diào)試，仿真結(jié)果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關(guān)鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術(shù)》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生在完成本門課程的學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術(shù)實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設(shè)計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術(shù)知識，但又不太復(fù)雜的實踐項目就很有必要?；赑roteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設(shè)計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅(qū)動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅(qū)動，更具準(zhǔn)確性。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術(shù)》實踐項目，能夠極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 設(shè)計思路

電子鐘要正常工作需要一個標(biāo)準(zhǔn)的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構(gòu)成60進(jìn)制計數(shù)器，74LS163構(gòu)成12進(jìn)制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當(dāng)然，時鐘都可以設(shè)定時間，因此，還設(shè)計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設(shè)計中由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調(diào)電阻進(jìn)行微調(diào)，確保信號能夠更加準(zhǔn)確，以滿足我們的設(shè)計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進(jìn)制關(guān)系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進(jìn)位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進(jìn)制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進(jìn)位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進(jìn)制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進(jìn)制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應(yīng)是十進(jìn)制，“秒”十位應(yīng)是六進(jìn)制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習(xí)慣。為了便于應(yīng)用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進(jìn)制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進(jìn)制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進(jìn)制?！胺帧庇嫈?shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)。為了增加內(nèi)容的全面性，在時計數(shù)器設(shè)計時，我們選用了74LS163二進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進(jìn)制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進(jìn)制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應(yīng)的數(shù)字顯示出來。本設(shè)計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當(dāng)數(shù)字鐘的走時同標(biāo)準(zhǔn)時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準(zhǔn)。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設(shè)計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準(zhǔn)。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進(jìn)位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)準(zhǔn)確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進(jìn)行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進(jìn)行仿真調(diào)試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進(jìn)行校正，按下SW2對“分”進(jìn)行校正，當(dāng)前小時調(diào)整到11，分鐘調(diào)整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進(jìn)位，達(dá)到了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

該文詳細(xì)闡述了數(shù)字電子鐘的設(shè)計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設(shè)計，最后利用Proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設(shè)計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術(shù)》學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術(shù)》后進(jìn)行課程設(shè)計的一個典型作品。

參考文獻(xiàn)

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2014（8）：162-164.endprint

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設(shè)計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設(shè)計電路進(jìn)行了仿真調(diào)試，仿真結(jié)果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關(guān)鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術(shù)》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生在完成本門課程的學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術(shù)實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設(shè)計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術(shù)知識，但又不太復(fù)雜的實踐項目就很有必要。基于Proteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設(shè)計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅(qū)動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅(qū)動，更具準(zhǔn)確性。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術(shù)》實踐項目，能夠極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 設(shè)計思路

電子鐘要正常工作需要一個標(biāo)準(zhǔn)的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構(gòu)成60進(jìn)制計數(shù)器，74LS163構(gòu)成12進(jìn)制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當(dāng)然，時鐘都可以設(shè)定時間，因此，還設(shè)計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設(shè)計中由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調(diào)電阻進(jìn)行微調(diào)，確保信號能夠更加準(zhǔn)確，以滿足我們的設(shè)計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進(jìn)制關(guān)系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進(jìn)位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進(jìn)制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進(jìn)位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進(jìn)制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進(jìn)制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應(yīng)是十進(jìn)制，“秒”十位應(yīng)是六進(jìn)制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習(xí)慣。為了便于應(yīng)用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進(jìn)制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進(jìn)制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進(jìn)制?！胺帧庇嫈?shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)。為了增加內(nèi)容的全面性，在時計數(shù)器設(shè)計時，我們選用了74LS163二進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進(jìn)制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進(jìn)制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應(yīng)的數(shù)字顯示出來。本設(shè)計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當(dāng)數(shù)字鐘的走時同標(biāo)準(zhǔn)時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準(zhǔn)。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設(shè)計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準(zhǔn)。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進(jìn)位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)準(zhǔn)確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進(jìn)行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進(jìn)行仿真調(diào)試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進(jìn)行校正，按下SW2對“分”進(jìn)行校正，當(dāng)前小時調(diào)整到11，分鐘調(diào)整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進(jìn)位，達(dá)到了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

該文詳細(xì)闡述了數(shù)字電子鐘的設(shè)計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設(shè)計，最后利用Proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設(shè)計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術(shù)》學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術(shù)》后進(jìn)行課程設(shè)計的一個典型作品。

參考文獻(xiàn)

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2014（8）：162-164.endprint

摘 要：該文介紹了一種基于Proteus的數(shù)字電子鐘電路的設(shè)計過程，電路主要包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路幾個部分，并利用Proteus軟件對設(shè)計電路進(jìn)行了仿真調(diào)試，仿真結(jié)果正確無誤，實現(xiàn)了既定功能。

關(guān)鍵詞：Proteus 振蕩器 電子鐘 CC4511

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（a）-0101-02

《數(shù)字電子技術(shù)》是高職高專電子信息大類專業(yè)中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，學(xué)生在完成本門課程的學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到掌握對該課程系統(tǒng)理解和綜合運用的目的。而在日常的《電子技術(shù)實驗》中，往往只是對其中一個知識點的驗證，實踐性差，對整個課程缺乏系統(tǒng)的梳理。因此，設(shè)計一個貼近實際生活，綜合數(shù)字電子技術(shù)知識，但又不太復(fù)雜的實踐項目就很有必要?；赑roteus的數(shù)字電子鐘即是基于此設(shè)計出來的。

電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅(qū)動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅(qū)動，更具準(zhǔn)確性。電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大地方便。將其作為《數(shù)字電子技術(shù)》實踐項目，能夠極大的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 設(shè)計思路

電子鐘要正常工作需要一個標(biāo)準(zhǔn)的頻率信號，這里我們用555定時器組成多諧振蕩器來提供頻率信號。然后由74LS162構(gòu)成60進(jìn)制計數(shù)器，74LS163構(gòu)成12進(jìn)制計數(shù)器完成時、分、秒的計數(shù)，并通過CC4511譯碼在數(shù)碼管上顯示出來。當(dāng)然，時鐘都可以設(shè)定時間，因此，還設(shè)計了校時電路。其整機電路方框圖如圖1所示。

2 電路實現(xiàn)

2.1 多諧振蕩器電路

設(shè)計中由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器提供周期為1秒的信號，而多諧振蕩器的振蕩周期約為，因此我們在與間增加一個可調(diào)電阻進(jìn)行微調(diào)，確保信號能夠更加準(zhǔn)確，以滿足我們的設(shè)計需要。

2.2 計數(shù)器

有了“秒”信號，則可根據(jù)60秒為1分，60分為1小時，24小時為1天的進(jìn)制關(guān)系，分別選定秒、分、時等計數(shù)器。從這些計數(shù)器的輸出端可以得到1分、1時、1天的時間進(jìn)位信號。在“秒”計數(shù)器中，因為是六十進(jìn)制，即有60個“秒”信號才能輸出一個“分”進(jìn)位信號，故它有60個記憶狀態(tài)，若用十進(jìn)制表示這60個狀態(tài)時，需要2位十進(jìn)制的數(shù)（個位和十位），這樣，“秒”個位應(yīng)是十進(jìn)制，“秒”十位應(yīng)是六進(jìn)制，才能符合人們通常計秒數(shù)的習(xí)慣。為了便于應(yīng)用8421碼譯碼顯示電路，“秒”計數(shù)器通常用2個十進(jìn)制計數(shù)器集成塊組成，然后采用反饋清零法使“秒”十位變成六進(jìn)制，最后個位、十位合起來實現(xiàn)六十進(jìn)制。“分”計數(shù)器和“秒”計數(shù)器的組成完全相同。在這里選用了兩塊74LS162十進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)。為了增加內(nèi)容的全面性，在時計數(shù)器設(shè)計時，我們選用了74LS163二進(jìn)制計數(shù)器來實現(xiàn)十二進(jìn)制計數(shù)。

2.3 譯碼顯示電路

譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器中每塊集成塊的輸出翻譯成七段數(shù)碼管能顯示出十進(jìn)制數(shù)所要求的電信號，然后再經(jīng)數(shù)碼管將相應(yīng)的數(shù)字顯示出來。本設(shè)計譯碼顯示電路采用CC4511，功能表見表1。

2.4 校時電路

當(dāng)數(shù)字鐘的走時同標(biāo)準(zhǔn)時間不相符合時，必須對時、分、秒予以校準(zhǔn)。實現(xiàn)校時電路的方法很多，本設(shè)計如圖2所示，SW1、SW2分別用來實現(xiàn)“時”、“分”的校準(zhǔn)。其基本思路是斷開原來正常的分輸入信號即秒電路的進(jìn)位信號，把頻率從可以人為控制的手動脈沖接入，從而實現(xiàn)快速的人為的分計數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)準(zhǔn)確的數(shù)值后再接入正常的計數(shù)脈沖，進(jìn)行正常的顯示。

3 電路仿真

利用電路仿真軟件對圖2電路進(jìn)行仿真調(diào)試，在仿真過程中，按下SW1對“時”進(jìn)行校正，按下SW2對“分”進(jìn)行校正，當(dāng)前小時調(diào)整到11，分鐘調(diào)整到13。數(shù)碼管正確顯示，系統(tǒng)能夠正確的進(jìn)位，達(dá)到了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

該文詳細(xì)闡述了數(shù)字電子鐘的設(shè)計過程，包括多諧振蕩電路、計數(shù)電路、譯碼顯示電路和校時電路的設(shè)計，最后利用Proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，實現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的基本功能。該設(shè)計貼近生活，對完成《數(shù)字電子技術(shù)》學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，難度也適中，可作為《數(shù)字電子技術(shù)》后進(jìn)行課程設(shè)計的一個典型作品。

參考文獻(xiàn)

[1] 龍治紅，譚本君，黃華飛.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.

[2] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2003.

[3] 姜邈.電子線路課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，1994.

[4] 熊建平.基于Proteus壓控變色彩燈控制電路設(shè)計[J].電子設(shè)計工程，2014（8）：162-164.endprint