數(shù)電課程設(shè)計報告---數(shù)字鐘的電路設(shè)計

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告</p><p>　　題目：數(shù)字鐘的電路設(shè)計</p><p>　　專業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班級： 通信（1）班 </p><p>　　日期： 2011 年 12 月 26 日</p><p>　　前言。。。。。。。。。。。。

2、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1</p><p>　　2、設(shè)計任務(wù)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1</p><p>　　3、電路工作原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1</p><p>　　3.1秒信號發(fā)生電路。。。。。。。。。。。。。。

3、。。。。。。。。。。。。。。。。1</p><p>　　3.2計數(shù)器電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3</p><p>　　3.3譯碼、顯示電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4</p><p>　　3.4校時電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4</p

4、><p>　　3.5整點報時電路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5</p><p>　　4、 元器件。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6</p><p>　　5、 安裝與調(diào)試。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p&g

5、t;　　6、 參考文獻(xiàn)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p>　　7、心得體會。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7</p><p><b>　　一、前言</b></p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的

6、計時裝置。鐘表的數(shù)字花在提高報時精度的同時，也大大擴(kuò)展了它的功能，諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。</p><p><b>　　二、設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　時鐘顯示功能，能夠以十進(jìn)制顯示“時”、“分”、“秒”。</p><p>　　具有校

7、準(zhǔn)時、分的功能。</p><p>　　整點自定報時，在整點時，便自動發(fā)出鳴叫聲。</p><p>　　三、電路工作原理   圖3—8—1所示是數(shù)字鐘的原理框圖(原理圖見附錄一的附圖1—1)。由圖可見，該數(shù)字鐘由秒脈沖發(fā)生器，六十進(jìn)制“秒”、“分”計時計數(shù)器和二十四進(jìn)制“時”計時計數(shù)器，時、分、秒譯碼顯示電路，校時電路和報時電路等五部分電路組成。</p>

8、<p>　　3.1）秒信號發(fā)生電路</p><p>　　秒信號發(fā)生電路產(chǎn)生頻率為1 Hz的時間基準(zhǔn)信號。數(shù)字鐘大多采用32768(215Hz石英晶體振蕩器，經(jīng)過15級二分頻，獲得1Hz的秒脈沖，如圖3—8—2所示。該電路主要應(yīng)用CD4060。CD4060是14級二進(jìn)制計數(shù)器／分頻器／振蕩器。它與外接電阻、電容、石英晶體共同組成215=32768 Hz振蕩器，并進(jìn)行14級二分頻，再外加一級D觸發(fā)器(7

9、4LS74)二分頻，輸出</p><p>　　1Hz的時基秒信號。CD4060的引腳排列如圖3—8—3所示，表3—8—1為CD4060的功能表，圖3—8—4所示為CD4060的內(nèi)部邏輯框圖。R4是反饋電阻，可使CD4060內(nèi)非門電路工作在電壓傳輸特性的過渡區(qū)，即線性放大區(qū)。R4的阻值可在幾兆到十幾兆之間選擇，一般取22 MΩ。C2是微調(diào)電容，可將振蕩頻率調(diào)整到精</p><p><b

10、>　　確值。</b></p><p><b>　　3.2）計數(shù)器電路</b></p><p>　　"秒”、“分”、“時”計數(shù)器電路均采用雙BCD同步加法計數(shù)器CD4518，如圖3—8—5所示?！懊搿薄ⅰ胺帧庇嫈?shù)器是六十進(jìn)制計數(shù)器，為了便于應(yīng)用8421BCD碼顯示譯碼器工作，“秒”、“分”個位采用十進(jìn)制計數(shù)器，十位采用六進(jìn)制計數(shù)器，如圖(a)

11、所示?！皶r”計數(shù)器是二十四進(jìn)制計數(shù)器，如圖(b)所示。CD4518的引腳排列和功能分別見圖3—8—6和表3—8—2。</p><p>　　3.3）譯碼、顯示電路</p><p>　　“時”、“分”、“秒’’的譯碼和顯示電路完全相同，均使用七段顯示譯碼器74LS248直接驅(qū)動LED數(shù)碼管LC5011—11。圖3—8—7所示為秒位譯碼、顯示電路。74LS248和LC5011—11的引腳排列如圖

12、3—8—8所示。</p><p><b>　　3.4）校時電路</b></p><p>　　校時電路如圖3—8—9所示。“秒’’校時采用等待校時法。正常工作時，將開關(guān)S1撥向VDD位置，不影響與門G1傳送秒計數(shù)信號。進(jìn)行校對時，將S1撥向接地位置，封閉與門G1，暫停秒計時。標(biāo)準(zhǔn)時間一到，立即將S1撥回VDD位置，開放與門G1?！胺帧焙汀皶r”校時采用加速校時法。正常工作

13、時，S2或S3接地，封閉與門G3或05，不影響或門G2或04傳送秒、分進(jìn)位計數(shù)脈沖。進(jìn)行校對時，將S2、s3撥向VDD位置，秒脈沖通過G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“時”計數(shù)器，讓“分”，“時”計數(shù)器以秒節(jié)奏快速計數(shù)。待標(biāo)準(zhǔn)分、時一到，立即將S2、S3撥回接地位置，封鎖秒脈沖信號，開放或門G2、G4對秒、分進(jìn)位計數(shù)脈沖的傳送。</p><p>　　3.5）整點報時電路   

14、 整點報時電路如圖3—8—10所示，包括控制和音響兩部分。每當(dāng)“分”和“秒”計數(shù)器計到59分51秒，自動驅(qū)動音響電路發(fā)出五次持續(xù)1s的鳴叫，前四次音調(diào)低，最后一次音調(diào)高。最后一聲嗚叫結(jié)束，計數(shù)器正好為整點(“00”分“00”秒)。</p><p><b>　　(1)控制電路</b></p><p>　　每當(dāng)分、秒計數(shù)器計到59分50秒，即時，開始鳴叫報時。此間，只有秒

15、個位計數(shù)，所以</p><p>　　另外，時鐘到達(dá)51、53、55、57和59秒(即QAl=1)時就鳴叫。為此，將Qc4、QA4、QD3、QA3、QD2、QA2和QAl邏輯相與作為控制信號C</p><p>　　所以    在51、53、55和57秒時，QDl=O，y=A，揚(yáng)聲器以512 Hz音頻鳴叫四次。在59秒時，QDl=1，y=B，揚(yáng)聲器以1024 k

16、Hz音頻鳴叫最后一響。報時電路中的512 Hz低音頻信號A和1024 Hz高音頻信號B分別取自cD4060的Q6和Q5。(2)音響電路音響電路采用射極輸出器VT驅(qū)動揚(yáng)聲器，R6、R5用來限流。</p><p>　　四、元器件的選擇見表3—8—3。</p><p><b>　　五、安裝與調(diào)試</b></p><p>　　1）．根據(jù)原理圖和圖3

17、—8-11所示安裝圖，用常規(guī)工藝安裝好電路。2）．確認(rèn)安裝無誤后，接通電源，逐級調(diào)試：    用通用計數(shù)器(見附錄二)測量晶體振蕩器輸出頻率，調(diào)節(jié)微調(diào)電容C2，使振蕩頻率為32768 Hz。再測C134060的Q4、Q5和Q6等腳輸出頻率，檢查CD4060工作是否正常。    ①將秒脈沖送入秒計數(shù)器，檢查秒個位、十位是否按10秒、60秒進(jìn)位。采用同樣方法檢測分和時計數(shù)器。

18、    ②調(diào)試好時、分、秒計數(shù)器后，通過校時開關(guān)依次校準(zhǔn)秒、分、時。數(shù)字鐘正常走時。    ③利用校時開關(guān)加快數(shù)字鐘走時，調(diào)試整點報時電路，使其分別在59分51秒、53秒、55秒、57秒時嗚叫四聲低音，在59分59秒時鳴叫一聲高音。 六、參考文獻(xiàn)</p><p>　　《電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）》

19、</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書》</p><p>　　《電子工藝技術(shù)與實踐》</p><p>　　《電工電子技術(shù)實驗指導(dǎo)》</p><p><b>　　七、心得體會</b></p><p>　　這次課程設(shè)計讓我深深的體會到發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的重要意義。在整個過程中，最

20、難的的就是開始，當(dāng)我們從剛開始拿到題目時，我們都一頭霧水，不知道該從哪里開始切入，于是我們就開始翻閱大量的相關(guān)資料，然后從中篩選出有用的信息，就這樣我們確定了設(shè)計的大體方向，剩下的就是朝著這個方向前進(jìn)了。</p><p>　　設(shè)計的過程并不是像想象的那么順利，在買材料的時候，我們曾經(jīng)買錯了型號，于是我們向同學(xué)們借，就這樣?xùn)|湊西湊的湊齊了。實操時，正當(dāng)我們慶祝焊接完成的時候，卻找不到合適的電源，于是我們用手機(jī)充電器

21、代替穩(wěn)壓器。當(dāng)我們進(jìn)行調(diào)試的時候，卻發(fā)現(xiàn)分計數(shù)不能正常運作，于是我們咨詢老師，上網(wǎng)查閱資料，再不斷的調(diào)試，終于找出了問題的所在……</p><p>　　我認(rèn)為在設(shè)計的時候一定要仔細(xì)，耐心，一定要有創(chuàng)新思維，要用于嘗試，要非常注意細(xì)節(jié)和養(yǎng)成良好的動手操作的習(xí)慣。這一次課程設(shè)計，不僅深化所學(xué)理論知識，培養(yǎng)了我們的綜合運用能力，而且還增強(qiáng)了我們獨立分析的能力、解決問題的能力與團(tuán)隊合作的能力。</p>&l