畢業(yè)設(shè)計(jì)---60秒旋轉(zhuǎn)數(shù)字鐘

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文）</p><p>　　課題名稱 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　院 系

2、 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　60秒旋轉(zhuǎn)數(shù)字鐘</b>

3、;</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分、秒，數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。廣泛用于個(gè)人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，它還用于計(jì)時(shí)、自動(dòng)

4、報(bào)時(shí)及自動(dòng)控制等各個(gè)領(lǐng)域。在公共場(chǎng)所或服務(wù)性辦公地點(diǎn)，需要一個(gè)醒目的自動(dòng)數(shù)字鐘，供人們使用。在測(cè)量?jī)x器中，也需要顯示或記錄。由電子電路實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)數(shù)字鐘，完成秒分時(shí)以及星期的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。    數(shù)字鐘是現(xiàn)代計(jì)時(shí)器，也可用作時(shí)間控制的時(shí)鐘源。數(shù)字鐘由于其具有走時(shí)準(zhǔn)，顯示直觀，款式新穎，附加功能多等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的歡迎。設(shè)計(jì)一個(gè)具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)，可對(duì)時(shí)的數(shù)字鐘 。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用

5、,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)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(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字鐘 校時(shí)電路 匯編語(yǔ)言 動(dòng)態(tài)顯示 晶體振蕩器</p><p>

6、<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　A digital clock is adopting digital circuit implementation diffculties, minutes and seconds, digital display timer device. Widely used for personal family, station, wha

7、rf office in public places, become people daily life cannot little necessities. To the life of people, study, work, entertainment bring great convenience. As a result of digital integrated circuit technology development

8、and the use of advanced quartz technology, make a digital clock has keeps good time, stable performance, carry c</p><p>　　A digital clock is modern timer, also used for control of time clock source. A digita

9、l clock since it has traveltime accurate, show intuitional, novel style, add function more advantages and get the welcome of people. Design an integral point to announce the diffculties, can the digital clock. Due to the

10、 development of integrated circuits and digital quartz crystal oscillator widely, makes a digital clock precision, far more than old clocks and clock digital give people production and life broug</p><p>　　Ke

11、ywords: a digital clock reset circuit Assembly language dynamic display crystal oscillator</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求·······&#

12、183;····································

13、····5</p><p>　　第二節(jié) 總體概要設(shè)計(jì)···························

14、;························5</p><p>　　第三節(jié) 單元模塊電路設(shè)計(jì)分析與方案論證·····&

15、#183;·····················7</p><p>　　3.1 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生模塊········&#

16、183;····································

17、··7</p><p>　　3.2 時(shí)間計(jì)數(shù)模塊·····························

18、;··························9</p><p>　　3.3 譯碼顯示模塊····

19、3;····································&#

20、183;············11</p><p>　　3.4 校時(shí)模塊··················&#

21、183;····································

22、···12</p><p>　　3.5 置鬧模塊····························

23、······························14</p><p>　　3.6 顯示選擇模塊

24、3;····································&#

25、183;················15</p><p>　　第四節(jié) 組裝調(diào)試··············&#

26、183;····································

27、····18</p><p>　　4.1 使用的主要儀器及儀表··························

28、····················18</p><p>　　4.2 調(diào)試電路的方法和技巧··········

29、····································18&l

30、t;/p><p>　　4.3 調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法·····························

31、3;····19</p><p>　　第五節(jié) 軟件程序··························

32、3;····························20</p><p>　　設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)展望··

33、3;····································&#

34、183;·············22</p><p>　　元器件清單··················

35、····································

36、3;········23</p><p>　　總結(jié)與體會(huì)·······················&#

37、183;····································

38、···27</p><p>　　參考文獻(xiàn)·····························

39、;····································

40、83;28</p><p>　　第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p>　　用4只LED數(shù)碼管輸出顯示時(shí)和分；可通過(guò)按鍵設(shè)置鬧鐘功能，且停鬧無(wú)須手工操作；可通過(guò)按鍵設(shè)置分校時(shí)；月計(jì)時(shí)誤差小于45秒。</p><p>　　第二節(jié) 總體概要設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)字鐘的電路組成方框圖如圖2.1所示。</p><p>　

41、　由圖可見(jiàn)，數(shù)字鐘由晶振分頻、計(jì)時(shí)、校時(shí)、鬧鈴設(shè)置、比較、鬧響延時(shí)、顯示選擇、譯碼顯示九個(gè)模塊組成，其中計(jì)時(shí)模塊是整個(gè)電路的核心，其他模塊可看作輔助電路，幫助完成增強(qiáng)功能。</p><p>　　晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Ｈz的脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。</p><p>　　分頻器電路將32

42、768Ｈz的高頻方波信號(hào)分頻后得到1Hz的方波信號(hào)，可以供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。同時(shí)可得得到2Hz的調(diào)節(jié)脈沖和512和1024Hz的報(bào)時(shí)脈沖。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。</p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器及時(shí)計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器或者24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，我們這里設(shè)計(jì)鬧響計(jì)數(shù)器為30進(jìn)制計(jì)數(shù)器，由秒向的進(jìn)位信號(hào)驅(qū)動(dòng)，即鬧鈴鬧響最長(zhǎng)時(shí)間為30分鐘

43、?！?lt;/p><p>　　譯碼顯示電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。顯示采用LED。</p><p>　　比較模塊在鬧鈴時(shí)間與時(shí)鐘計(jì)數(shù)器時(shí)間相等時(shí)給出一個(gè)信號(hào)。</p><p>　　鬧響延時(shí)在收到比較模塊的信號(hào)后給出最長(zhǎng)一個(gè)長(zhǎng)達(dá)三十分鐘的選通信號(hào)。</p><p>　　整

44、點(diǎn)報(bào)時(shí)在整點(diǎn)時(shí)發(fā)出四低一高的報(bào)時(shí)響聲，并且鬧鈴開啟的情況下到設(shè)置的鬧鈴時(shí)間時(shí)發(fā)出鈴聲。</p><p>　　顯示選擇模塊在設(shè)置鬧鈴時(shí)選擇顯示置鬧時(shí)間,在平時(shí)顯示時(shí)鐘時(shí)間。</p><p><b>　　1Hz</b></p><p><b>　　2Hz</b></p><p><b>　　5

45、12Hz</b></p><p><b>　　1024Hz</b></p><p>　　圖2.1 總體電路設(shè)計(jì)方框圖</p><p>　　第三節(jié) 單元模塊電路設(shè)計(jì)分析與方案論證</p><p>　　3.1 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生模塊</p><p>　　時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生模塊是構(gòu)成數(shù)字式時(shí)鐘

46、的核心，它產(chǎn)生一個(gè)矩形波時(shí)間基準(zhǔn)源信號(hào)，其穩(wěn)定性和頻率精確度決定了計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度，振蕩頻率愈高，計(jì)時(shí)精度也就愈高。分頻器采用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，以得到1s（即頻率為1Hz）的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。</p><p>　　方案一：該部分電路可以用555定時(shí)器構(gòu)成，如圖3.1.1所示，是一個(gè)由555 定時(shí)器構(gòu)成的1Hz脈沖發(fā)生電路，脈沖信號(hào)從3號(hào)引腳輸出，通過(guò)改變電路中的電阻和電容可以得到不同頻率的脈沖。其計(jì)算方法是：tpl=R2Cln2

47、；tph=（R2+R2）Cln2。</p><p>　　圖3.1.1 秒脈沖發(fā)生器</p><p>　　方案二：圖3.1.2所示電路通過(guò)與CD4060的ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩電路，這個(gè)電路中，ＣＭＯＳ非門U1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，U2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電 阻Ｒ１為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)

48、域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容Ｃ1、Ｃ2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)１８０度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖3.1.2 晶體振蕩電路</p>

49、<p>　　晶體XTAL的頻率選為32768HZ。該元件專為數(shù)字鐘電路而設(shè)計(jì)，其頻率較低，有利于減少分頻器級(jí)數(shù)。其中C1、C2 為22pF，當(dāng)要求頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度更高時(shí)，還可接入校正電容并采取溫度補(bǔ)償措施。由于CMOS電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻R1可選為20MΩ。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。 </p><p>　　555定時(shí)器和晶體振蕩器構(gòu)成的脈沖發(fā)生器相比，由于電阻電容及其自身

50、的精度的影響，其精度相對(duì)差一些，穩(wěn)定度不讓晶振且電路要復(fù)雜些，所以本次設(shè)計(jì)采用晶體振蕩器。</p><p><b>　　分頻器電路</b></p><p>　　通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到１Ｈz的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如

51、，將32767Ｈz的振蕩信號(hào)分頻為1Hz的分頻倍數(shù)為32767（215），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器可用多種方法構(gòu)成，在下面的計(jì)時(shí)部分還會(huì)講到。本設(shè)計(jì)中采用CD4060來(lái)構(gòu)成分頻電路。CD4060在數(shù)字集成電路中可實(shí)現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門，使用起來(lái)很方便，并且可以從它的3、4、5號(hào)引腳分別得到2Hz、512Hz、1024Hz的調(diào)整信號(hào)和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。CD4060計(jì)數(shù)為最

52、高為１４級(jí)２進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以將32767ＨZ的信號(hào)分頻為2HZ，再經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器74LS74可以將它分為1HZ的信號(hào)。如圖3.1.3所示，可以直接實(shí)現(xiàn)振蕩和分頻的功能。（注：11、10號(hào)引腳接晶振） </p><p>　　圖3.1.3 分頻電路</p><p>　　3.2 時(shí)間計(jì)數(shù)模塊</p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)模塊有時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個(gè)部分。</

53、p><p>　　時(shí)計(jì)數(shù)模塊一般為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)模塊為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。</p><p>　　可以用很多種方法構(gòu)成計(jì)數(shù)器，如可預(yù)置BCD異步清除計(jì)數(shù)器74xx161、可預(yù)置四位二進(jìn)制異步清除計(jì)數(shù)器74xx160等，可用清零法或者置數(shù)法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如圖3.2.1所示，本設(shè)計(jì)采用了74LS90 用兩塊芯片進(jìn)行級(jí)聯(lián)來(lái)產(chǎn)生6

54、0進(jìn)制、24進(jìn)制計(jì)數(shù)器和30進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90為二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，只需將CKB與Q0相連，便可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以無(wú)需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將Ｑ0與CKB（下降沿有效）相連即可。ＣＰ0（下降沒(méi)效）與１Ｈz秒輸入信號(hào)相連，Ｑ3在其計(jì)數(shù)為8時(shí)跳變?yōu)楦唠娖?，?到0 的瞬間跳變?yōu)榈碗娖剑a(chǎn)生一個(gè)下降沿，可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的CKA相連，無(wú)需其他輔助邏輯門，這是選擇7490的原因之一。<

55、/p><p>　　圖3.2.1 秒60進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　秒十位計(jì)數(shù)單元為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。7490的清零端有兩個(gè)，分別為，它們同時(shí)為高電平時(shí)有效，所以可將Ｑ1、Ｑ2分別接到R0（1）、R0（2）將１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其中Ｑ2可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的CKA相連。</p><p>　　分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別

56、與秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)單元基本同，也是分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的Ｑ3作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的CKA相連。不同的是，分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的Ｑ3、Ｑ0和分十位計(jì)數(shù)單元的Ｑ2、Ｑ0相與后作為向上的進(jìn)位信號(hào)。這是為了在分校時(shí)時(shí)不向小時(shí)進(jìn)位，在校時(shí)部分還會(huì)提到。</p><p>　　時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是根據(jù)任務(wù)要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以要在兩塊74LS90構(gòu)成的100進(jìn)制中截&

57、lt;/p><p>　　取24，就得在24的時(shí)候進(jìn)行異步清零。24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖3.2.2所示。</p><p>　　圖3.2.2 時(shí)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　3.3 譯碼顯示模塊</p><p>　　計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)以8421BCD碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一

58、定的電流本設(shè)計(jì)，選用74XX4511作為顯示譯碼電路，選用七段共陰LED數(shù)碼管作為顯示單元電路，圖3.3.1所示為秒部分的譯碼顯示單元，其他部分的譯碼顯示單元與之完全相同。其中電阻取值為300歐姆，起限流作用。這部分電路可以用7448、7447加共陰或共陽(yáng)數(shù)碼管組成，電路也差不多，方案選擇可以隨意。</p><p>　　圖3.3.1 秒譯碼顯示電路</p><p><b>　　

59、3.4 校時(shí)模塊</b></p><p>　　當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。</p><p>　　根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信

60、號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中，而且在校正分鐘時(shí)應(yīng)截?cái)喾窒驎r(shí)的進(jìn)位信號(hào)，以免在校分的時(shí)候影響小時(shí)的狀態(tài)，從而引起對(duì)小時(shí)不必要的重新校正。圖3.4.1所示為本設(shè)計(jì)的校時(shí)電路。</p><p>　　圖3.4.1 校時(shí)電路</p><p>　　該電路采用2-3/2-2輸入端雙與或非門74LS51和其他輔助器件構(gòu)成，用2Hz脈沖信號(hào)作為校正信號(hào)在沒(méi)有按下校正按鈕時(shí)，封鎖2Hz校正信號(hào)，選

61、通秒向分和分向時(shí)的進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)按下時(shí)按鈕，進(jìn)位信號(hào)被封鎖，調(diào)整信號(hào)被選通，如果一直按著按鈕，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。在調(diào)分的時(shí)候，必須保證分向小時(shí)的進(jìn)位信號(hào)1h為低電平，否則當(dāng)點(diǎn)動(dòng)調(diào)分按鈕TMS時(shí)，小時(shí)計(jì)數(shù)部分會(huì)跟隨TMS產(chǎn)生的脈沖下降沿加計(jì)數(shù)，所以在上面的時(shí)間計(jì)數(shù)模塊里，分向時(shí)的進(jìn)位信號(hào)設(shè)置為分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的Ｑ3、Ｑ0和分十位計(jì)數(shù)單元的Ｑ2、Ｑ0的相與，這樣就只有在分為59時(shí)，1h為高電平。非門U16：A和U16：B保證了電路為下降沿觸發(fā)。

62、圖中的按鈕開關(guān)處可加入消抖電路，消抖電路可以由RS鎖存器夠成，也可以用D觸發(fā)器構(gòu)成。由于在本設(shè)計(jì)中校時(shí)電路要求不高，加上為盡量減小電路大小，以便能在一塊面包板上做出實(shí)物，所以沒(méi)有加消抖電路沒(méi)有。消抖電路模型入圖3.4.2所示。</p><p>　　圖3.4.2 校時(shí)去抖電路</p><p><b>　　3.5 置鬧模塊</b></p><p&g

63、t;　　數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號(hào)，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管是鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號(hào)的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定要求。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)一個(gè)鬧鈴，能在指定的時(shí)刻鬧響，并在無(wú)人干預(yù)的情況下持續(xù)半小時(shí)，期間可以關(guān)斷。同樣采用74LS90構(gòu)成置鬧電路的分鐘和小時(shí)的M60和M24的計(jì)數(shù)電路，其構(gòu)成與時(shí)鐘計(jì)時(shí)部分完全相同，在這里主要介紹其控部分電

64、路如圖3.5.1所示。</p><p>　　圖3.5.1 置鬧的控制電路圖</p><p>　　當(dāng)按下鬧鈴設(shè)置使能按鈕ASE時(shí)可以設(shè)置鬧響時(shí)間，此時(shí)信號(hào)ase為高電平，作用于顯示選擇模塊，使顯示模塊顯示置鬧時(shí)間，AHS為鬧鈴小時(shí)設(shè)置，AMS為鬧鈴分鐘設(shè)置。AON為鬧鈴開啟/關(guān)閉開關(guān)，當(dāng)AON閉合時(shí)鬧鈴開啟，發(fā)光二極管亮，只要時(shí)鐘時(shí)間和鬧鈴時(shí)間相等，鬧鈴就可以鬧響，并且如果沒(méi)有人手動(dòng)關(guān)閉，

65、即彈起開關(guān)AON，鬧鈴將連續(xù)叫30分鐘。</p><p>　　3.6 顯示選擇模塊</p><p>　　LED顯示器不但要顯示時(shí)間，設(shè)置鬧鈴的時(shí)候還要顯示鬧鈴，所以顯示是選擇顯示，需要顯示選擇模塊。該模塊可用二選一數(shù)據(jù)選擇器74LS157、4/2線使能輸入三態(tài)輸出六同相線驅(qū)動(dòng)器74LS367等器件構(gòu)成。</p><p>　　方案一：采用74LS367，其構(gòu)成如圖3

66、.6.1所示。信號(hào)ase為鬧鈴設(shè)置使能信號(hào)，鬧鈴設(shè)置時(shí)為高電平，選通置鬧模塊的計(jì)數(shù)器信號(hào)進(jìn)行顯示。平時(shí)ase為低電平，U36、37、38輸出位高阻，U33、34、35被使能選通時(shí)鐘計(jì)時(shí)模塊的實(shí)時(shí)信號(hào)，顯示模塊顯示實(shí)際時(shí)間。</p><p>　　圖3.6.1 用367構(gòu)成的顯示選擇模塊</p><p>　　方案二：采用74LS157，其構(gòu)成如圖3.6.2所示。信號(hào)ase接到74XX157的

67、一號(hào)引腳上，平時(shí)為低電平，選通157的信號(hào)A，即時(shí)鐘計(jì)時(shí)模塊的時(shí)間信號(hào)。當(dāng)鬧鈴設(shè)置時(shí)為高電平，選通置鬧模塊的計(jì)數(shù)器值。</p><p>　　圖3.6.2 用157構(gòu)成的顯示選擇模塊</p><p>　　比較圖3.6.2和圖3.6.1，可以明顯看出，用74157構(gòu)成的顯示選擇模塊要比用367構(gòu)成的簡(jiǎn)單，少用器件，而功能完全相同所以在本設(shè)計(jì)中采用方案二。</p><p&g

68、t;<b>　　第四節(jié) 組裝調(diào)試</b></p><p>　　4.1 使用的主要儀器及儀表</p><p>　　由于條件艱苦，在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中使用的調(diào)試工具只有一塊萬(wàn)用表和5V電源一個(gè)。</p><p>　　4.2 調(diào)試電路的方法和技巧</p><p>　　進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，取得滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不僅取決于

69、電路原理和測(cè)試方法的正確性，而且還與電路安裝的合理性緊密相關(guān)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇在面包板上調(diào)試，由于使用時(shí)，可將元器件簡(jiǎn)單地在插件電路板上插入或拔出，可快速地改變電路布局，元器件可長(zhǎng)期重復(fù)使用。</p><p>　　安裝與調(diào)試過(guò)程應(yīng)按照先局部后整機(jī)的原則，根據(jù)信號(hào)的流向逐塊調(diào)試，使各功能塊都要達(dá)到各自技術(shù)指標(biāo)的要求，然后把它們連接起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)和系統(tǒng)測(cè)試。調(diào)試包括調(diào)整與測(cè)試兩部

70、分，調(diào)整主要是調(diào)節(jié)電路中可變?cè)骷蚋鼡Q器件，使之達(dá)到性能的改善。測(cè)試是采用電子儀器測(cè)量相關(guān)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與波形，以便準(zhǔn)確判斷設(shè)計(jì)電路的性能。</p><p>　　在裝配前必須對(duì)元器件進(jìn)行性能參數(shù)測(cè)試，測(cè)試完后再在面包板上安裝。</p><p>　　要熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了。</p><p>　　在沒(méi)有示波器的

71、情況下可用法光二極管粗略測(cè)試管腳輸出脈沖，從而根據(jù)理論判斷電路是否正常工作。</p><p>　　通電后不要急于測(cè)量電氣指標(biāo)，而要觀察電路有無(wú)異?，F(xiàn)象，例如有無(wú)冒煙現(xiàn)象，有無(wú)異常氣味，手摸集成電路外封裝，是否發(fā)燙等。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后再通電。</p><p>　　注意器件管腳的連接，“懸空端”、“清零端”、“置1端”要正確處理。</p><p

72、>　　下面有幾種故障排除法：</p><p>　　1)信號(hào)尋跡法　尋找電路故障時(shí)，一般可以按信號(hào)的流程逐級(jí)進(jìn)行。在電路的輸入端加入適當(dāng)?shù)男盘?hào)，用示波器或電壓表等儀器逐級(jí)檢查信號(hào)在電路內(nèi)各部分傳輸?shù)那闆r，根據(jù)電路的工作原理分析電路的功能是否正常，如果有問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)處理。調(diào)試電路時(shí)也可以從輸出級(jí)向輸入級(jí)倒推進(jìn)行，信號(hào)從電路最后一級(jí)的輸入端加入，觀察輸出端是否正常，然后逐級(jí)將適當(dāng)信號(hào)加入前面一級(jí)電路輸入端，繼續(xù)進(jìn)

73、行檢查。這里所指的“適當(dāng)信號(hào)”是指頻率、電壓幅值等參數(shù)應(yīng)滿足電路要求，這樣才能使調(diào)試順利進(jìn)行。</p><p>　　2)對(duì)分法　把有故障的電路分為兩部分，先檢查這兩部分中究竟是哪部分有故障，然后再對(duì)有故障的部分對(duì)分檢測(cè)，一直到找出故障為止。采用“對(duì)分法”可減少調(diào)試工作量。</p><p>　　3)對(duì)比法　將有問(wèn)題的電路狀態(tài)、參數(shù)與相同的正常電路進(jìn)行逐項(xiàng)對(duì)比。此方法可以較快從異常的參數(shù)中分析

74、出故障。</p><p>　　4)替代法　把已調(diào)試好的相同的單元電路代替有故障或有疑問(wèn)的單元電路（注意共地）。這樣可以很快判斷故障部位。有時(shí)元器件的故障不很明顯，如電容漏電、電阻變質(zhì)、晶體管和集成電路性能下降等。這時(shí)用相同規(guī)格的優(yōu)質(zhì)元器件逐一替代實(shí)驗(yàn)，就可以具體地判斷故障點(diǎn)，加快查找故障點(diǎn)的速度，提高調(diào)試效率。</p><p>　　5)靜態(tài)測(cè)試法　故障部位找到后，要確定是哪一個(gè)或哪幾個(gè)元件

75、有問(wèn)題，最常用的是靜態(tài)測(cè)試法和動(dòng)態(tài)測(cè)試法。靜態(tài)測(cè)試法是用萬(wàn)用表測(cè)試電阻值、電容漏電、電路是否斷路或短路，晶體管和集成電路各引腳電壓是否正常等。這種測(cè)試是在電路不加信號(hào)時(shí)進(jìn)行的，所以叫靜態(tài)測(cè)試。通過(guò)這種測(cè)試可發(fā)現(xiàn)元器件的故障。</p><p>　　6)動(dòng)態(tài)測(cè)試法　當(dāng)靜態(tài)測(cè)試法還不能發(fā)現(xiàn)故障原因時(shí)，可以采用動(dòng)態(tài)測(cè)試法。測(cè)試時(shí)在電路的輸入端加上適當(dāng)?shù)男盘?hào)再測(cè)試元器件的工作情況，觀察電路的工作狀況，分析、判斷故障原因。&

76、lt;/p><p>　　4.3 調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法</p><p>　　經(jīng)過(guò)兩天的認(rèn)真設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試，一個(gè)完整的數(shù)字鐘方案順利產(chǎn)生，為了驗(yàn)證自己的方案是否可行，開始了電路的安裝于調(diào)試。</p><p>　　拿到元器件后，對(duì)各元器件進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)數(shù)碼管有兩段式壞的，換成另外一個(gè)，其余的符合要求。</p><p>　　1)起初數(shù)

77、碼管未接限流電阻，其他組的同學(xué)有出現(xiàn)燒毀數(shù)碼管的情況，于是在在制作過(guò)程中又補(bǔ)接限流電阻，但由于面包板空間有限，因此便用錫焊將限流電阻與導(dǎo)線直接焊在一起，于是焊接點(diǎn)便裸漏在外面，導(dǎo)致焊點(diǎn)會(huì)互相接觸，使數(shù)碼管經(jīng)常不能正常顯示。因此在上電后要注意不能使焊點(diǎn)相互觸碰。</p><p>　　2）在制作完成后，發(fā)現(xiàn)整板電路都不能正常工作，上電后電源很快就會(huì)發(fā)燙，電源指示燈變暗，馬上斷開電源，用萬(wàn)用表測(cè)得正負(fù)極電源輸入端電阻為

78、零，判斷為短路，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)槊姘迳嫌袔着挪蹇资窍嗤ǖ?，?dǎo)致在接線時(shí)直接把電源和接地的線連在一起，造成了短路。迅速改正了這個(gè)低級(jí)錯(cuò)誤。</p><p>　　3）改正2）中的錯(cuò)誤后，發(fā)現(xiàn)秒不能向分進(jìn)位，直接用1Hz的脈沖信號(hào)接入分計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)脈沖輸入端，計(jì)數(shù)器正常工作，判定為校時(shí)電路出了問(wèn)題，經(jīng)仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)74ls51接錯(cuò)了一根導(dǎo)線，立即更正。</p><p>　　4）電路工作時(shí)數(shù)碼管

79、顯示會(huì)以很快的速度亂跳，估計(jì)為某幾條導(dǎo)線連接不牢，經(jīng)用觸碰不同地方的方法仔細(xì)檢查后，的確發(fā)現(xiàn)有幾條導(dǎo)線連接不牢，換上新的導(dǎo)線后問(wèn)題得以解決。</p><p>　　經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試后，電路運(yùn)行的很好，達(dá)到了預(yù)期。只是由于面包板太小，鬧鈴部分不能接上去，算是一個(gè)小遺憾。

80、 </p><p><b>　　第五節(jié) 軟件程序 </b></p><p>　　本系統(tǒng)的上位機(jī)軟件主要是編輯LED顯示屏顯示的內(nèi)容，在設(shè)計(jì)中采用Visual Basic語(yǔ)言編寫了LED顯示屏控制系統(tǒng)的內(nèi)容下載軟件。</p><p>　　該VB軟件的主要難點(diǎn)在于將上位機(jī)的數(shù)據(jù)寫入下位機(jī)，其子函數(shù)如下：</p><p>　

81、　Private Sub ComWrite_Click()</p><p>　　If READ = False Then</p><p>　　If TEXTSEND.Text <> "" Then</p><p>　　Call TEXTSEND_Change</p><p>　　ComWrite.Enabled

82、 = False</p><p><b>　　Time = 0</b></p><p>　　Timer2.Enabled = True</p><p>　　READ = False</p><p>　　wWrite = True</p><p><b>　　Big = 0</b&g

83、t;</p><p>　　MSComm1.OutBufferCount = 0</p><p>　　MSComm1.InBufferCount = 0</p><p>　　MSComm1.RThreshold = 1</p><p>　　HEXtxt = TEXTSEND.Text</p><p>　　MSComm1.

84、Settings = "9600,o,8,1"</p><p>　　cc(0) = 144 + ChipIndex '芯片選擇，在單片機(jī)中已確定該位，當(dāng)發(fā)送該位與單片機(jī)中的確定為相同時(shí)</p><p>　　MSComm1.Output = cc '在發(fā)完發(fā)送標(biāo)志位170后，單片機(jī)將向PC機(jī)6發(fā)送

85、應(yīng)答位AA</p><p>　　cc(0) = 170 '發(fā)送標(biāo)志位170</p><p>　　MSComm1.Output = cc</p><p>　　WirteN = 1</p><p>　　LenTxt = Len(HEXtxt) / 2</p><p>

86、;　　LabState.Caption = "狀態(tài)： 正在寫數(shù)據(jù)……"</p><p><b>　　Else</b></p><p>　　LabState.Caption = "狀態(tài)： 沒(méi)有數(shù)據(jù)可寫！"</p><p><b>　　End If</b></p><

87、p><b>　　End If</b></p><p><b>　　End Sub</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)展望</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)為期兩周的日夜奮戰(zhàn)，我們成功的完成了老師布置的任務(wù)。我們的數(shù)字鐘能完成以下功能：</p><p>&l

88、t;b>　　走時(shí)準(zhǔn)確；</b></p><p>　　采用數(shù)碼管顯示，能顯示范圍0時(shí)0分00秒——23時(shí)59分59秒； 具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；</p><p>　　電路具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，報(bào)時(shí)在59分55秒開始，聲響為四低一高，最后一響正好為整點(diǎn)；</p><p>　　電路還具有設(shè)計(jì)要求以外的鬧鈴功能，

89、可以方便地設(shè)置鬧鈴時(shí)間，鬧響后可以手動(dòng)關(guān)閉，在沒(méi)人關(guān)閉的情況下，最多鬧30分鐘，30分鐘后自動(dòng)停止。</p><p>　　其實(shí)在開始的時(shí)候，我是準(zhǔn)備在完成以上功能后，再增加以下功能;</p><p>　　鬧鈴的“打盹”功能，也就是在設(shè)置為“打盹”模式下，鬧鈴會(huì)在鬧一定時(shí)間后停一段時(shí)間，然后再鬧一段時(shí)間，讓主人有一段打盹的時(shí)間。</p><p>　　時(shí)鐘的秒表功能，在

90、按下某個(gè)鍵后可以當(dāng)秒表使用，用完后恢復(fù)時(shí)鐘功能，并且不需要重新校時(shí)。</p><p>　　由于在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間還有考試等，時(shí)間有限，不能將上述功能實(shí)現(xiàn)，總的來(lái)說(shuō)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常成功的，我們也從中學(xué)到了不少東西。</p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　工具器件：</b></p&g

91、t;<p><b>　　萬(wàn)用表一塊</b></p><p><b>　　鑷子一把</b></p><p><b>　　面包板一塊</b></p><p><b>　　導(dǎo)線若干</b></p><p><b>　　電源一個(gè)</b

92、></p><p><b>　　元件清單：</b></p><p>　　Category,Reference,Value</p><p>　　Resistors,"R1",1k</p><p>　　Resistors,"R2",1k</p><p>　

93、　Resistors,"R3",1k</p><p>　　Resistors,"R4",1k</p><p>　　Resistors,"R5",1k</p><p>　　Resistors,"R6",1k</p><p>　　Resistors,"R7&

94、quot;,510</p><p>　　Resistors,"R14",300</p><p>　　Resistors,"R15",300</p><p>　　Resistors,"R16",300</p><p>　　Resistors,"R17",300<

95、;/p><p>　　Resistors,"R18",300</p><p>　　Resistors,"R19",300</p><p>　　Resistors,"R20",300</p><p>　　Resistors,"R21",300</p><

96、;p>　　Resistors,"R22",300</p><p>　　Resistors,"R23",300</p><p>　　Resistors,"R24",300</p><p>　　Resistors,"R25",300</p><p>　　Resi

97、stors,"R26",300</p><p>　　Resistors,"R27",300</p><p>　　Resistors,"R28",300</p><p>　　Resistors,"R29",300</p><p>　　Resistors,"

98、R30",300</p><p>　　Resistors,"R31",300</p><p>　　Resistors,"R32",300</p><p>　　Resistors,"R33",300</p><p>　　Resistors,"R34",30

99、0</p><p>　　Resistors,"R35",300</p><p>　　Resistors,"R36",300</p><p>　　Resistors,"R37",300</p><p>　　Resistors,"R38",300</p>

100、<p>　　Resistors,"R39",300</p><p>　　Resistors,"R40",300</p><p>　　Resistors,"R41",300</p><p>　　Resistors,"R42",300</p><p>　　

101、Resistors,"R43",300</p><p>　　Resistors,"R44",300</p><p>　　Resistors,"R45",300</p><p>　　Resistors,"R46",300</p><p>　　Resistors,&q

102、uot;R47",300</p><p>　　Resistors,"R48",300</p><p>　　Resistors,"R49",300</p><p>　　Resistors,"R50",300</p><p>　　Resistors,"R51"

103、;,300</p><p>　　Resistors,"R52",300</p><p>　　Resistors,"R53",300</p><p>　　Resistors,"R54",300</p><p>　　Resistors,"R55",300</p&

104、gt;<p>　　Integrated Circuits,"U1",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U2",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U3",74LS90</p><p>　　Integrated C

105、ircuits,"U4",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U5",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U6",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U22",74LS

106、90</p><p>　　Integrated Circuits,"U24",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U29",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U30",74LS90</p><p>　　

107、Integrated Circuits,"U31",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U32",74LS90</p><p>　　Integrated Circuits,"U7",74HC4511</p><p>　　Integrated Circuits,&quo

108、t;U8",74HC4511</p><p>　　Integrated Circuits,"U9",74HC4511</p><p>　　Integrated Circuits,"U10",74HC4511</p><p>　　Integrated Circuits,"U11",74HC4511&

109、lt;/p><p>　　Integrated Circuits,"U12",74HC4511</p><p>　　Integrated Circuits,"U13",4060</p><p>　　Integrated Circuits,"U14",74LS74</p><p>　　Int

110、egrated Circuits,"U15",74LS51</p><p>　　Integrated Circuits,"U16",74LS04</p><p>　　Integrated Circuits,"U21",74LS04</p><p>　　Integrated Circuits,"U1

111、7",74LS00</p><p>　　Integrated Circuits,"U18",74LS11</p><p>　　Integrated Circuits,"U19",74LS32</p><p>　　Integrated Circuits,"U44",74LS32</p>

112、<p>　　Integrated Circuits,"U20",74LS21</p><p>　　Integrated Circuits,"U40",74LS21</p><p>　　Integrated Circuits,"U42",74LS21</p><p>　　Integrated Ci

113、rcuits,"U23",74LS85</p><p>　　Integrated Circuits,"U25",74LS85</p><p>　　Integrated Circuits,"U26",74LS85</p><p>　　Integrated Circuits,"U27",74

114、LS85</p><p>　　Integrated Circuits,"U28",74LS157</p><p>　　Integrated Circuits,"U46",74LS157</p><p>　　Integrated Circuits,"U47",74LS157</p><p&

115、gt;　　Integrated Circuits,"U49",74LS157</p><p>　　Integrated Circuits,"U41",74LS08</p><p>　　Integrated Circuits,"U45",74LS08</p><p>　　Integrated Circuits

116、,"U48",74LS08</p><p>　　Integrated Circuits,"U43",74HC151</p><p>　　Transistors,"Q3",9013</p><p>　　Diodes,"D1",LED-RED</p><p>　　Mi

117、scellaneous,"AHS",</p><p>　　Miscellaneous,"AMS",</p><p>　　Miscellaneous,"AON",</p><p>　　Miscellaneous,"ASE",</p><p>　　Miscellane

118、ous,"THS",</p><p>　　Miscellaneous,"TMS",</p><p>　　Miscellaneous,"LS3",BUZZER</p><p><b>　　總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中,我在xx老

119、師指導(dǎo)下更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.</p><p>　　在連接六進(jìn)制,十進(jìn)制,六十進(jìn)制的進(jìn)位及十二進(jìn)制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了.</p><p>　　在設(shè)計(jì)電路中,往往是先仿真后連接實(shí)物圖,但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的,例如仿真的連接示意圖中,往往沒(méi)有接高電平的1

120、6腳或14腳以及接低電平的7腳或8腳,因此在實(shí)際的電路連接中往往容易遺漏.又例如7490芯片,其電源和地端不是14腳和7腳，而是4、5號(hào)腳。</p><p>　　在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出錯(cuò)的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯(cuò)誤所引起的.</p><p>　　經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步學(xué)習(xí)了電子電路的設(shè)計(jì)方法，曾強(qiáng)了自學(xué)能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了獨(dú)立思考、認(rèn)真踏實(shí)的工作習(xí)慣

121、，同時(shí)還鞏固了常用的軟件和儀器儀表的使用。總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，學(xué)到了很多東西。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案基本上是我獨(dú)立完成的，在原理思路和方案選擇上肯定存在很多不足，還需要老師和同學(xué)們的糾正和改進(jìn)。</p><p>　　最后，還要再次感謝xx老師,感謝我的組員們，沒(méi)有我們的精誠(chéng)合作，就沒(méi)有我們出色的成果，同時(shí)，也要感謝其他組的同學(xué)，在我們有疑問(wèn)的時(shí)候，給予了及時(shí)的

122、解答，及時(shí)的提醒讓我們少走很多彎路。還有，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師xx老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)上給予我了指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師利用自己淵博的知識(shí)以及豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&

123、gt;<p>　　1.閻石.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第二版).北京：高等教育出版社,1998年12月</p><p>　　2.侯建軍.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第三版).北京：高等教育出版社,1998年2月</p><p>　　3.徐麗香.《數(shù)字電子技術(shù)》.北京：電子工業(yè)出版社,2006年9月</p><p>　　4.蔡明生.《電子設(shè)計(jì)》(第四版).北京：高