多功能數(shù)字時鐘課程設(shè)計

1、<p><b>　　數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)</b></p><p>　　課程設(shè)計——多功能數(shù)字時鐘</p><p>　　姓名： xxxxxx</p><p><b>　　學(xué)號：xxxxx</b></p><p>　　專業(yè)：xxxxxxx</p><p>　　學(xué)院：xxx

2、xxxx學(xué)院</p><p>　　指導(dǎo)老師：xxxxxxx</p><p><b>　　二零一二年六月</b></p><p><b>　　中文摘要：</b></p><p>　　加入世貿(mào)組織以后，中國會面臨激烈的競爭。這種競爭將是一場科技實力、管理水平和人才素質(zhì)的較量，風險和機遇共存，同時電子產(chǎn)品

3、的研發(fā)日新月異，不僅是在通信技術(shù)方面數(shù)字化取代于模擬信號，就連我們的日常生活也進于讓數(shù)字化取締。 說明數(shù)字時代已經(jīng)到來，而且滲透于我們生活的方方面面。</p><p>　　就拿我們生活的實例來說明一下“數(shù)字”給我們帶來的便捷。下面我們就以數(shù)字鐘為例簡單介紹一下。數(shù)字鐘我們聽到這幾個字，第一反應(yīng)就是我們所說的數(shù)字，不錯數(shù)字鐘就是以數(shù)字顯示取代模擬表盤的鐘表，在顯示上它用數(shù)字反應(yīng)出此時的時間，相比模擬鐘能給人一種

4、一目了然的感覺，不僅如此它還能同時顯示時、分、秒。而且能對時、分、秒準確校時，這是普通鐘所不及的。與此同時數(shù)字鐘還能準確定時，在你所規(guī)定的時間里準確無誤的想你發(fā)出報時聲音，提醒你在此時所需要去做的事。與舊式鐘表相比它更適用于現(xiàn)代人的生活。</p><p>　　在畢業(yè)之際恰好遇上學(xué)校的課程電子時鐘設(shè)計論文。因而在所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)上做了以下課程設(shè)計。希望給大家?guī)矸奖愕耐瑫r，使自己對所學(xué)專業(yè)有進一步的了解！</p

5、><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言：2</b></p><p><b>　　1.設(shè)計目的4</b></p><p>　　2.設(shè)計功能要求4</p><p><b>　　3.電路設(shè)計5</b>&l

6、t;/p><p><b>　　3.1設(shè)計方案5</b></p><p>　　3.2單元電路的設(shè)計5</p><p>　　3.2.1 主體電路部分6</p><p>　　3.2.1.1 振蕩電路6</p><p>　　3.2.1.2 計數(shù)電路7</p><p>　　3.

7、2.1.3 校時電路12</p><p>　　3.2.1.4 譯碼與顯示電路14</p><p>　　3.2.2擴展功功能電路的設(shè)計15</p><p>　　3.2.2.1定時控制電路15</p><p><b>　　4.調(diào)試17</b></p><p>　　4.1主體電路部分18&l

8、t;/p><p>　　4.2 擴展電路部分19</p><p><b>　　5.總結(jié)19</b></p><p><b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　前言：<

9、/b></p><p>　　中國是世界上最早發(fā)明計時儀器的國家。有史料記載，漢武帝太初年間（紀元前104-101年）由落下閎創(chuàng)造了我國最早的表示天體運行的儀器——渾天儀。東漢時期（公元130年）張衡創(chuàng)造了水運渾天儀，為世界上最早的以水為動力的觀測天象的機械計時器，是世界機械天文鐘的先驅(qū)。盛唐時代，公元725年張遂（又稱一行）和梁令瓚等人創(chuàng)制了水運渾天銅儀，它不但能演示天球和日、月的運動，而且立了兩個木人，按

10、時擊鼓，按時打鐘。第一個機械鐘的靈魂——擒縱器用于計時器，這是中國科學(xué)家對人類計時科學(xué)的偉大貢獻。它比十四世紀歐洲出現(xiàn)的機械鐘先行了六個世紀。</p><p>　　第一只石英鐘出現(xiàn)在二十世紀二十年代，從三十年代開始得到了推廣，從六十年代開始，由于應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)，成功地解決了制造日用石英鐘問題，石英電子技術(shù)在計時領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。并取代機械鐘做了更精確的時間標準。早在1880年，法國人皮埃爾·居里和保

11、羅·雅克·居里就發(fā)現(xiàn)了石英晶體有壓電的特性，這是制造鐘表“心臟”的良好材料?？茖W(xué)家以石英晶體制成的振蕩計時器和電子鐘組合制成了石英鐘。經(jīng)過測試，一只高精度的石英鐘表，每年的誤差僅為3-5秒。1942年，著名的英國格林尼治天文臺也開始采用了石英鐘作為計時工具。在許多場合，它還經(jīng)常被列為頻率的基本標準，用于日常測量與檢測。大約在 1970 年前后，石英鐘表開始進入市場，風靡全球。隨著科學(xué)的進步，精密的電子元件不斷涌現(xiàn)，石

12、英鐘表也開始變得小巧精致，它既是實用品，也是裝飾品。它為人們的生活提供方便，更為人們的生活增添了新的色彩。 在現(xiàn)行情況下根據(jù)簡單實用強的、走時準確進行設(shè)計。而實驗證明，鐘表的振蕩部分采用石英晶體作為時基信號源時，走時更精確、調(diào)整更方便。鐘是一種計時的器具，它的出現(xiàn)開拓了時間計量的新里程。提起時鐘大家都很熟悉，它是給我們指明時間的一種計時</p><p>　　（1）從生產(chǎn)機械表轉(zhuǎn)為石英電子表； </

13、p><p>　?。?）曾占據(jù)中國消費市場四十多年的大型國有企業(yè)突然被剛剛冒起的“組業(yè)”所取代，鐘表生產(chǎn)中心轉(zhuǎn)向中國南方沿海一帶；</p><p>　?。?）中國鐘表業(yè)發(fā)展從以機芯為龍頭改為以手表外觀件為龍頭。</p><p>　　這場轉(zhuǎn)折以迅雷不及掩耳的速度，沖擊著傳統(tǒng)的中國鐘表工業(yè)。中國的鐘表業(yè)從技術(shù)簡單、零件少的石英鐘機芯制造入手。最初石英鐘機芯全靠從日本、德國進口

14、，1989年開始完全自己生產(chǎn)，包括模具的制造加工。近十余年，逐漸提高機芯質(zhì)量的穩(wěn)定性，同時轉(zhuǎn)向?qū)κ直頇C芯研制與開發(fā)。目前石英鐘表機芯生產(chǎn)主要在福建省福州、廣東東莞、番禺；機械鐘表機芯在上海、山東等地。</p><p>　　現(xiàn)在我國的電子業(yè)發(fā)展非?？焖?，電子業(yè)的發(fā)展有利于鐘表業(yè)的發(fā)展。在中國鐘表發(fā)展史上，國產(chǎn)機芯研制的失敗已經(jīng)成為過去，“組裝業(yè)”作為新興鐘表工業(yè)的起步階段也已成為過去。一支新的充滿智慧的鐘表精英在成

15、長。</p><p>　　我們相信在科技高速發(fā)展的今天，鐘表業(yè)運用當今材料工業(yè)、電子工業(yè)和其他領(lǐng)域的最新技術(shù)，一定會生產(chǎn)出代表中國科學(xué)水平的產(chǎn)品。我們希望鐘表業(yè)的精英們在提高制造技術(shù)水平中不斷創(chuàng)新，培育出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的品牌。這正是中國鐘表業(yè)發(fā)展的希望。</p><p>　　數(shù)字鐘被廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭、辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英

16、晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,運用超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。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、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。</p><p><b>　　1.設(shè)計目的<

17、;/b></p><p>　　設(shè)計一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間和校時功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴展電路兩部分構(gòu)成，在電路中，基本功能部分由主體電路實現(xiàn)，而擴展功能部電路實現(xiàn)。這兩部分都有一個共同特點就是它們都要用到振蕩電路提供的1Hz脈沖信號。在計時出現(xiàn)誤差時電路還可以進行校時和校分，為了使電路簡單所設(shè)計的電路

18、不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時、分、秒，各位均為兩位顯示，擴展部分要有相應(yīng)的響應(yīng)電路。分則由擴展</p><p><b>　　2.設(shè)計功能要求</b></p><p><b>　　基本功能：</b></p><p>　?。?）時的計時要求為“12翻1”，分和秒的計時要求為60進制</p><p&

19、gt;　　（2）準確計時，以數(shù)字形式顯示時，分，秒的時間</p><p><b>　?。?）校正時間</b></p><p><b>　　擴展功能：</b></p><p><b>　　（1）定時控制；</b></p><p>　?。?）仿廣播電臺報時功能；</p>

20、<p>　?。?）自動報整點時數(shù)；</p><p><b>　　3.電路設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計方案</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求首先建立了一個多功能 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1所示。</p><p><b>　　主體電路擴

21、展電路</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　由圖1可知，電路的工作原理是：多功能數(shù)字鐘電路由主體電路和擴展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴展電路完成數(shù)字鐘的擴展功能。</p><p>　　振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號作為數(shù)字鐘的振源，再經(jīng)分頻器輸出標準秒脈沖。秒計數(shù)器計滿60后向分計

22、數(shù)器個位進位，分計數(shù)器計滿60后向小時計數(shù)器個位進位并且小時計數(shù)器按照“12翻1”的規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計時出現(xiàn)誤差時電路進行校時、校分、校秒。擴展電路必須在主體電路正常運行的情況下才能進行擴展功能。</p><p>　　3.2單元電路的設(shè)計</p><p>　　數(shù)字電子鐘的設(shè)計方法很多種，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其

23、所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機來實現(xiàn)電子鐘等。</p><p>　　在本次設(shè)計，電路是由許多單元電路組成的，因此首先必須對各個單元電路進行設(shè)計。</p><p>　　3.2.1 主體電路部分</p><p>　　主體電路部分的電路主要由振蕩電路、計數(shù)電路、顯示電路以及校時電路四大部分組成。下面將對各部分電路進行設(shè)計。</p><p&

24、gt;　　3.2.1.1 振蕩電路</p><p>　　振蕩電路由振蕩器和分頻器產(chǎn)生 1Hz時鐘脈沖和擴展部分所需的頻率，下面對振蕩器和分頻器兩部分進行介紹。</p><p><b>　?。?）振蕩器</b></p><p><b>　?。?）分頻器</b></p><p>　　振蕩器和分頻器兩部分

25、構(gòu)成振蕩電路，它的電路圖如圖7所示。</p><p>　　根據(jù)圖7可知電路的工作原理是：石英晶體振蕩器提供的頻率為1MHz，CD4518組成十分頻電路。并且一個 CD4518可以組成兩個十分頻電路即：CD4518的引腳2與引腳6組成一個十分頻電路而引腳10與引腳14組成另一個十分頻電路。晶振的輸出接入第一塊CD4518的輸入引腳2，經(jīng)過一次十分頻，頻率變?yōu)?00KHz。輸出引腳6接入同一塊CD4518的引腳10經(jīng)

26、第二次分頻，頻率變?yōu)?0KHz。輸出引腳接人第二塊CD4518的輸入引腳2再經(jīng)一次分頻，頻率變?yōu)?KHz。這樣經(jīng)過六次分頻最后可以得到1Hz的頻率。</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　3.2.1.2 計數(shù)電路</p><p>　　計數(shù)器是一種計算輸入脈沖的時序邏輯網(wǎng)絡(luò)，被計數(shù)的輸入信號就是時序網(wǎng)絡(luò)的時鐘脈沖，它不僅可

27、以計數(shù)而且還可以用來完成其他特定的邏輯功能，如測量、定時控制、數(shù)字運算等等。</p><p>　　數(shù)字鐘的計數(shù)電路是用兩個六十進制計數(shù)電路和“12翻1”計數(shù)電路實現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計數(shù)電路的設(shè)計可以用反饋清零法。當計數(shù)器正常計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當進位脈沖到來時，反饋信號將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)相應(yīng)模的循環(huán)計數(shù)。以六十進制為例，當計數(shù)器從00，01，02，……，59計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當?shù)?0個秒脈沖到來時

28、，反饋信號隨即將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)模為60的循環(huán)計數(shù)。</p><p>　　下面將分別介紹60進制計數(shù)器和“12翻1”小時計數(shù)器。 </p><p>　?。ㄒ唬?0進制計數(shù)器</p><p><b>　　電路如圖8所示</b></p><p><b>　　圖8</b></p><

29、p>　　電路中，74LS92作為十位計數(shù)器，在電路中采用六進制計數(shù)；74LS90作為個位計數(shù)器在電路中采用十進制計數(shù)。當74LS90的14腳接振蕩電路的輸出脈沖1Hz時74LS90開始工作，它計時到10時向十位計數(shù)器74LS92進位。下面對電路中所用的主要元件及功能介紹。</p><p>　?、?十進制計數(shù)器 74LS90 </p><p>　　74LS90是二—五—十進制計數(shù)器，

30、它有兩個時鐘輸入端CKA和CKB。其中，CKA和組成一位二進制計數(shù)器；CKB和組成五進制計數(shù)器；若將與CKB相連接，時鐘脈沖從輸入，則構(gòu)成了8421BCD碼十進制計數(shù)器。74LS90有兩個清零端R0（1）、R0（2），兩個置9端R9（1）和R9（2），其BCD碼十進制計數(shù)時序如表1，二—五混合進制計數(shù)時序如表2，74LS90的管腳圖如圖9。</p><p><b>　　圖9</b></

31、p><p>　　表1 BCD碼十進制計數(shù)時序 表2 二—五混合進制計數(shù)時序</p><p>　　② 異步計數(shù)器74LS92</p><p>　　所謂異步計數(shù)器是指計數(shù)器內(nèi)各觸發(fā)器的時鐘信號不是來自于同一外接輸入時鐘信號，因而觸發(fā)器不是同時翻轉(zhuǎn)。這種計數(shù)器的計數(shù)速度慢。一異步計數(shù)器 74LS92是 二—六—十二進制計數(shù)器，即CKA和組成二進制計數(shù)器，CKB和在7

32、4LS92中為六進制計數(shù)器。當CKB和相連，時鐘脈沖從CKA輸入，74LS92構(gòu)成十六進制計數(shù)器。74LS92的管腳圖如圖10。</p><p><b>　　圖10</b></p><p>　?。ǘ?“12翻1”小時計數(shù)器電路 </p><p>　　（1） 電路如圖11 所 示</p><p><b>　　圖

33、11</b></p><p>　　“12翻1”小時 計數(shù)器是按照“01—02—03—04—05—06—07—08—09—10—11—12—01”規(guī)律計數(shù)的，計數(shù)器的計數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3所示。</p><p>　　表3“12翻1”小時計時時序</p><p>　?。ǘ╇娐返墓ぷ髟?lt;/p><p>　　由表可知：個位計數(shù)器由4位二

34、進制同步可逆計數(shù)器 74LS191構(gòu)成，十位計數(shù)器由雙D觸發(fā)器74LS74構(gòu)成 ，將它們組成 “12翻1”小時計數(shù)器。</p><p>　　由表可知：計數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生 兩次跳躍：一是：計數(shù)器計到9，即個位計數(shù)器的狀態(tài)為 =1001后，在下一計數(shù)脈沖的作用下計數(shù)器進入暫態(tài)1010，利用暫態(tài)的兩個1即使個位異步置0，同時向十位計數(shù)器進位使 =1；二是計數(shù)到12后，在第13個計數(shù)脈沖作用下個位計數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為 =00

35、01，十位計數(shù)器的 =0。第二次跳躍的十位清“0”和個位置“1”的輸出端、、來產(chǎn)生。對電路中所用的主要元件及功能介紹。</p><p>　　D觸發(fā)器74LS74</p><p>　　在電路中用到了D觸發(fā)器74LS74，74LS74的管腳圖如圖12。</p><p><b>　　圖12</b></p><p>　　下面將介

36、紹一些有關(guān)觸發(fā)器的內(nèi)容：</p><p>　　觸發(fā)器，它是由門電路構(gòu)成的邏輯電路，它的輸出具有兩個穩(wěn)定的物理狀態(tài)（高電平和低電平），所以它能記憶一位二進制代碼。觸發(fā)器是存放在二進制信息的最基本的單元。按其功能可為基本RS觸發(fā)器觸、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。</p><p>　　這幾種觸發(fā)器都有集成電路產(chǎn)品。其中應(yīng)用最廣泛的當數(shù)JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器。不過，深刻理解RS觸發(fā)器對全面掌握觸

37、發(fā)器的工作方式或動作特點是至關(guān)重要的。事實上，JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器是RS觸發(fā)器的改進型，其中JK觸發(fā)器保留了兩個數(shù)據(jù)輸入端，而D觸發(fā)器只保留了一個數(shù)據(jù)輸入端。D觸發(fā)器有邊沿D觸發(fā)器和高電平D觸發(fā)器。74LS74為一個電平D觸發(fā)器。</p><p>　?、?計數(shù)器74LS191 </p><p>　　74LS191的管腳圖如圖13 </p><p><b>

38、　　圖13</b></p><p>　　3.2.1.3 校時電路</p><p>　?。ㄒ唬╇娐啡鐖D14 所示</p><p><b>　　圖14</b></p><p>　　（二）電路的工作原理</p><p>　　校時電路的作用是：當數(shù)字鐘接通電源或者出現(xiàn)誤差時，校正時間。校時是數(shù)

39、字鐘應(yīng)具有的基本功能。一般電子表都具有時、分、秒等校時功能。為了使電路簡單，在此設(shè)計中只進行分和小時的校時。校時有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關(guān)控制，使計數(shù)器對1Hz校時脈沖計數(shù)?！奥r”是用手動產(chǎn)生單脈沖作校時脈沖。圖中S1校分用的控制開關(guān)，S2（總圖）為校時用的控制開關(guān)，它們的控制功能如表4所示，校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當S1或S2分別為“0”時可以進行“快校時”。如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則

40、可以進行“慢校時”。 表4校時開關(guān)的功能</p><p><b>　　表4</b></p><p>　　（三）對電路中所用的主要元件及功能介紹</p><p>　　在此電路中，用到的元器件有兩塊四2輸入與非門74LS00 、一塊六反相器74 LS04、兩個電容、兩個電阻以及兩個開關(guān)。</p><p>

41、;　?。?）四-2輸入與非門74LS00</p><p>　　集成邏輯門是數(shù)字電路中應(yīng)用十分廣泛最基本的一種器件，為了合理的使用和充分利用其性能，必須對它的主要參數(shù)和邏輯功能進行測試。74LS00與非門的主要參數(shù)為：</p><p>　　輸出高電平：指與非門有一個以上輸入端接地或接低電平時的輸出電平值。</p><p>　　輸出低電平：指與非門的所有輸入端均接高電平

42、時的輸出電平值。</p><p>　　開門電平：指與非門輸出處于額定低電平時允許輸入高電平的最小值。</p><p>　　關(guān)門電平：指與非門輸出處于高電平狀態(tài)時允許輸入低電平的最大值。</p><p>　　電壓傳輸特性：是指門的輸出電壓隨輸入電壓而變化的曲線，由它可以得到門電路的輸出高電平、輸出低電平、關(guān)門電平和開門電平等。</p><p>

43、　　低電平的輸出電源電流；是指輸入所有端都懸空，輸出端空載時，電源提供器件的電流。</p><p>　　高電平輸出電源電流：是指輸出端空載，每個門各有一個以上的輸入端接地，電源提供給器件的電流。</p><p>　　低電平輸入電流：是指被測輸入端接地，其余輸入端懸空時，由被測輸入端流出的電流值。</p><p>　　高電平輸入電流：指被測輸入端接高電平，其余輸入端接

44、地，流入被測輸入端的電流值。</p><p>　　扇出系數(shù)：門電路能驅(qū)動同類門的個數(shù)，它是衡量門電路負載能力的一個參數(shù)，TTL與非門有兩種不同性質(zhì)的負載，即灌電流負載和拉電流負載，因此有兩種扇出系數(shù)。即低電平扇出系數(shù)和高電平扇出系數(shù)。</p><p>　　3.2.1.4 譯碼與顯示電路</p><p>　　（一）電路如圖15所示</p><p&g

45、t;<b>　　圖15</b></p><p>　?。ǘ╇娐返墓ぷ髟?lt;/p><p>　　譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號以表示編碼時所賦予原意的電路。常用的集成譯碼器有二進制譯碼器、二—十制譯碼器和BCD—7段譯碼器、顯示模塊用來顯示計時模塊輸出的結(jié)果。</p><p>　　（三）對電路中的主要元件及功

46、能介紹</p><p>　?。?）譯碼器74LS48</p><p>　　譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲器尋址和組合控制信號等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器7

47、4LS48，用74LS48把輸入的8421BCD碼ABCD譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。 74LS48的管腳圖如圖16。在管腳圖中，管腳LT、RBI、BI/RBO都是低電平是起作用，作用分別為：</p><p>　　LT為燈測檢查，用LT可檢查七段顯示器個字段是否能正常被點燃。</p><p>　　BI是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。</p><p>

48、;　　RBI是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅。BI/RBO是共用輸出端，RBO稱為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端RBI，在多位十進制數(shù)表示時，把多余零位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。也可用共陰譯碼器74LS248，CD4511。</p><p><b>　　圖16</b></p><p>　?。?）顯示器SM421050N</p><p&g

49、t;　　在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。SM421050N的管腳功能圖如圖17</p><p><b>　　圖17</b></p><p>　　主體電路部分是由上面的以上的各個單元電路組成的。</p><p>　　3.2.2擴展功功能電路的設(shè)計</p><p>　　3.2.2.1定時控制電路</

50、p><p>　　數(shù)字鐘在指定的時刻發(fā)出信號，或驅(qū)動音響電路“鬧時”；或?qū)δ逞b置的電源進行接通或斷開“控制”。不管是鬧時還是控制，都要求時間準確，即信號的開始時刻與持續(xù)時間必須滿足規(guī)定的要求。</p><p>　　（一）設(shè)計電路如圖18所示</p><p><b>　　圖18</b></p><p>　?。ǘ╇娐返墓ぷ髟?

51、lt;/p><p>　　在這里將舉例來說明它的工作原理。要求上午7時59分發(fā)出鬧時信號，持續(xù)1分鐘。設(shè)計如下：</p><p>　　7時59分對應(yīng)數(shù)字鐘的時時個位計數(shù)器的狀態(tài)為，分十位計數(shù)器的狀態(tài)為，分個位計數(shù)器的狀態(tài)為，若將上述計數(shù)器輸出為“1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，就可以使音響電路正好在7點59分響，持續(xù)1分鐘后（即8點）停響。所以鬧時控制信號Z的表達式為</p&g

52、t;<p>　　式中，M為上午的信號輸出，要求M=1。</p><p>　　如果用與非門實現(xiàn)的邏輯表達式為：</p><p>　　在該電路圖中用到了4輸入二與非門74LS20，集電極開路的2輸入四與非門74LS03，因OC門的輸出端可以進行“線與”，使用時在它們的輸出端與電源+5V端之間應(yīng)接一電阻RL。RL的值由下式?jīng)Q定：</p><p>　　=0.4

53、V,=0.4mA,=2.4V,=50uA,=8mA,=100Ua;m為負載門輸入端總個數(shù)。</p><p>　　取RL=3.3KΩ。如果控制1KHz高音和驅(qū)動音響電路的兩極與非門也采用OC門，則RL的值應(yīng)該重新計算。</p><p>　　由電路圖可以看見，上午7點59分，音響電路的晶體管導(dǎo)通，則揚聲器發(fā)出1KHz的聲音。持續(xù)1分鐘到8點整晶體管因為輸入端為“0”而截止，電路停鬧。</

54、p><p>　?。ㄈ﹄娐分兴玫闹饕肮δ芙榻B</p><p>　　在電路中所用到的元件有74LS03，74LS20等。</p><p>　?。?）四2輸入與非門74LS03，只要輸入變量有一個為0則輸出為1，只有輸入全為1，輸出才為0.</p><p>　　74LS03的管腳圖如圖19 </p><p><

55、b>　　圖19</b></p><p>　　（2）二4輸入與非門74LS20，四個輸入端有一個為0，則輸出為1，只有全部輸入為1，輸出才為0.</p><p>　　74LS20的管腳圖如圖20所示。</p><p><b>　　圖20</b></p><p><b>　　4.調(diào)試</b&

56、gt;</p><p>　　在本設(shè)計中，為了設(shè)計的順利進行，我在實驗箱上進行了部分調(diào)試，因為電路太復(fù)雜，在實驗箱上不可能整體電路進行調(diào)試。調(diào)試后，我就自己焊接了一個試驗板進行調(diào)試。以確保最后能很好的完成其各部分功能。調(diào)試后，我就畫PCB圖，用來制印制板。因為PCB圖先畫，后經(jīng)過反復(fù)考慮振蕩電路部分改進了，最后用的是1MHZ的晶振經(jīng)過三片CD4518六次分頻就能得到1HZ的頻率。所以在印制板外加了一個振蕩部分電路。

57、</p><p>　　4.1主體電路部分 </p><p><b>　　振蕩電路部分</b></p><p>　　我先用的是32768HZ的晶振和反向器74LS00接兩個電阻和兩個電容組成的振蕩電路，產(chǎn)生32768HZ的方波信號，經(jīng)過15級二分頻后得到1HZ的基準脈沖。擴展部分所需的頻率可以從5級二分頻得到1024HZ六級二分頻得到512HZ

58、但是這樣用的集成塊較多，時間延遲較長。用555產(chǎn)生多諧振蕩方波也可，就是精確度和穩(wěn)定度不高。后來我就用的1MHZ的晶振產(chǎn)生1MHZ的頻率經(jīng)過74LS90組成的二-五-十的分頻器，可很好的擴展部分所需的頻率。只是要用六塊74LS90，后來我查了手冊，發(fā)現(xiàn)4518有兩片十進制分頻器，功能與74LS90又基本上相同，這樣就可少用集成塊，減少時間延時。</p><p>　　在現(xiàn)用電路調(diào)試中，晶振的輸出頻率為1MHz，用三

59、片CD4518組成了六級十分頻電路，在調(diào)試中我對每級分路進行了測試。在第一級分頻后出現(xiàn)的脈沖信號為100KHz，經(jīng)過第二級得到了10KHz的標準脈沖，這樣一級級的分頻，經(jīng)過六次分頻后得到了標準的1Hz脈沖信號。</p><p><b>　　計數(shù)電路部分</b></p><p><b>　?。?）小時計數(shù)部分</b></p><

60、p>　　這部分電路較復(fù)雜，在第一次焊接完成后的調(diào)試顯示中，發(fā)現(xiàn)小時的十位沒有變化，經(jīng)過分析、檢查發(fā)現(xiàn)74LS74的3腳沒有接上。</p><p>　?。?）秒計數(shù)電路部分</p><p>　　這部分的調(diào)試中順利得到了結(jié)果即：秒計數(shù)器的個位能準確以十進制形式計數(shù)；秒計數(shù)器的十位也能準確以六進制的形式計數(shù)。當秒計數(shù)器的個位計數(shù)到9后自動向秒計數(shù)器的十位計數(shù)。</p><

61、;p>　?。?）分計數(shù)電路部分</p><p>　　這部分的調(diào)試電路與秒計數(shù)器的電路一樣，在調(diào)試中不同的是秒計數(shù)電路的個位計數(shù)器74LS90的14腳接入振蕩電路部分的輸出端，而分計數(shù)電路的個位計數(shù)器74LS90的14腳本該接校時電路，但是由于校時電路作為最后調(diào)試的電路， 所以在調(diào)試中74LS90的14腳與單次脈沖連接。</p><p>　　調(diào)試的結(jié)果是：這部分的結(jié)果與秒計數(shù)電路部分的

62、結(jié)果一樣。</p><p><b>　　校時電路部分</b></p><p>　　在整個電路的設(shè)計中，需要用到兩個校時電路，兩個校時電路的功能相同，它們不同的是在電路的設(shè)計時，校分電路比校時電路少一個反相器，這是因為74LS191為高電平有效而74LS90為低電平有效。</p><p>　　調(diào)試的結(jié)果是：當開關(guān)斷開時，分計數(shù)電路，小時計數(shù)電路正

63、常計數(shù)，當開關(guān)閉合時，校時電路進行校時。只是有時松開按鍵時，較時數(shù)會有點誤變化，經(jīng)過仔細分析，確定是由于在松按鍵時產(chǎn)生了抖動，如果接上R-S觸發(fā)器就能夠消抖。</p><p>　　4.2 擴展電路部分 </p><p>　　擴展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下，才能完成的。有些也可模擬調(diào)試。</p><p><b>　　1定時控制：</b>&

64、lt;/p><p>　　擴展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下，才能完成的。單獨在實驗箱上可以調(diào)試其電路的輸入就用模擬開關(guān)輸入高低電平。只要在輸入的變化下能夠控制風鳴器工作就行。因為這部分的電路比較簡單、原理也不難。所以這部分調(diào)試很快，一切很順利。</p><p>　　有了以上主要在DA軟件虛擬平臺上實現(xiàn)，，主體電路的功能接上電源后就能實現(xiàn)：能顯示時、分、秒的時間；小時的計數(shù)為“12翻1”，分

65、和秒的計時為60進位；擴展部分：定時控制；能夠校時、分。</p><p><b>　　5.總結(jié)</b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計,我明白了一個道理:無論做什么事情,都必需養(yǎng)成嚴謹,認真,善思的工作作風.我這畢業(yè)設(shè)計由于我采用的是數(shù)字電路來實現(xiàn)的,所以電路較復(fù)雜,但是容易理解.每一部分我都能理解并且能有多種設(shè)計方法.</p><p>

66、;　　通過這次課程設(shè)計，我又掌握了些元器件的用途以及它們的參數(shù)、性能。這次設(shè)計提高了我理論和實踐相結(jié)合的能力，增加了把理論用于實踐的興趣，同時也提高了我分析問題和解決問題的能力。沒有最好，只有更好。我相信通過這一次的課程設(shè)計之后，我以后會更加努力，用嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度去面對一切?？朔щy，戰(zhàn)勝自我，超越自我。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

67、　　課程設(shè)計完成了，在這個過程中我學(xué)到了很多東西。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師，他在我完成論文的過程中，給予了我很大的幫助。在論文開始的初期，我對于論文的結(jié)構(gòu)以及文獻選取等方面都有很多問題，整體構(gòu)思不是很明確，段落層次也不是很清晰，老師詳細給我分析論文的寫作過程，從論文的題目，論文的內(nèi)容，論文的脈絡(luò)，都給我詳細的指導(dǎo)。在我論文的進展過程中，老師也及時給我解決疑惑，并且監(jiān)督我論文的進展過程，非常感謝！但是慚愧的是，論文也時有偏差出現(xiàn)，經(jīng)過了曲

68、折的過程，老師也耐心的給我激勵，非常感謝!</p><p>　　我想，課程論文的過程不僅僅是一個完成一篇論文的過程，而是一個端正態(tài)度的過程，是總結(jié)大學(xué)兩年年的一個過程，是在踏入社會前的歷練過程。這個過程將使我受益匪淺！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分 北京:高等教育出版社,

69、2000</p><p>　　[2]顧永杰.電工電子技術(shù)實訓(xùn)教程.上海:上海交通大學(xué)出版社,1999 </p><p>　　[3]陳小虎.電工實習(xí)（I）.北京:中國電力出版社，1996</p><p>　　[4]焦輜厚.電子工藝實習(xí)教程.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1993</p><p>　　[5]陳 堅.電力電子學(xué)[M].北京:高等教育

70、出版社,2002</p><p>　　[6]宋春榮.通用集成電路速查手冊.山東科學(xué)技術(shù)出版社,1995</p><p>　　[7]高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計.電子工業(yè)出版社,2002</p><p>　　[8]呂思忠.數(shù)子電路實驗與課程設(shè)計.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001</p><p>　　[9]謝自美.電子線路設(shè)計、實驗、測試.華