電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)之?dāng)?shù)字電子鐘

1、<p><b>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　數(shù)字電子鐘</b></p><p><b>　　專 業(yè)：</b></p><p><b>　　設(shè) 計(jì)： </b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的&l

2、t;/b></p><p>　　數(shù)字鐘是一種以數(shù)字顯示周、日、時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)、顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。</p><p>　　設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘的目的：</p><p>　　①進(jìn)

3、一步了解某些中小規(guī)模集成電路的作用。</p><p>　?、谑炀氄莆崭鞣N組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法.</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)指標(biāo) </b></p><p>　　由晶振電路產(chǎn)生1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。</p>

4、<p>　　分、秒為00~59六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　時(shí)為00~23二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　周顯示從1~日為七進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí) 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)前鳴叫五次低音（500HZ），整點(diǎn)時(shí)再鳴叫一次高音（1000HZ）。</p><p><b>　　（2）設(shè)計(jì)要求

5、</b></p><p><b>　　畫出電路原理圖。</b></p><p><b>　　元器件及參數(shù)選擇。</b></p><p><b>　　電路仿真與調(diào)試。</b></p><p>　?。?）制作要求 自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。</p&

6、gt;<p>　　（4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，心得體會(huì)。</p><p><b>　　三、原理框圖</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：</p><p>　　石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器。</p><p>　　六十進(jìn)制秒、分計(jì)數(shù)器、二十進(jìn)

7、制時(shí)計(jì)數(shù)器及七十進(jìn)制日計(jì)數(shù)器以及秒、分、時(shí)的譯碼顯示部分等。</p><p>　　四．主要部分的實(shí)現(xiàn)方案</p><p><b>　　1 秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　由晶振32768Hz經(jīng) CD4060十四分頻為2Hz，再經(jīng)過74LS74一次分頻，即得1Hz 標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，提供給時(shí)鐘計(jì)數(shù)脈沖。如圖示：</p><

8、;p>　　20pF74LS74</p><p>　　10 Q　 1Hz</p><p>　　CD4060 3Q14 C1</p><p>　　3~20pF 　　　　　　　　　 1D Q</p><p>　　1

9、1 R 　　</p><p>　　32768Hz 22MΩ 12 </p><p><b>　　秒脈沖發(fā)生器 　　</b></p><p><b>　　2計(jì)數(shù)譯碼顯示</b></p><p>　　由6個(gè)74LS90 計(jì)數(shù)器組成時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)電路，74LS9

10、0 是4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。 </p><p><b>　?。ǎ保┟胗?jì)數(shù)器 </b></p><p>　　秒的個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)QDQCQBQA變成1010時(shí)，通過與非門把它的清零端變成0，計(jì)數(shù)器的輸出被置零，跳過1011到1111的狀態(tài)，又從0000開始，如此重復(fù)。秒的十為計(jì)數(shù)單元為6進(jìn)制，當(dāng)QDQCQBQA變成0101時(shí)，通過與非門把它的清零端變

11、成0，計(jì)數(shù)器的輸出被置零，跳過0110到1111的狀態(tài)，又從0000開始，如此就是60進(jìn)制。同時(shí)秒十位上的0101時(shí)，要把進(jìn)位信號(hào)傳輸給“分”個(gè)位的計(jì)數(shù)單元。 </p><p><b>　?。?）分計(jì)數(shù)器 </b></p><p>　　分的個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和秒的是一樣的，只是它要把進(jìn)位信號(hào)傳輸給時(shí)的個(gè)位計(jì)數(shù)單元。 </p><p>

12、<b>　?。?）時(shí)計(jì)數(shù)器 </b></p><p>　　當(dāng)“時(shí)”十位的QDQCQBQA為0000或0001時(shí)，“時(shí)”的個(gè)位計(jì)數(shù)單元是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)他的QDQCQBQA到1010時(shí)，通過與非門使得個(gè)位74LS90上的清零端為0，則計(jì)數(shù)器的輸出直接置零，從0000有開始。當(dāng)十位的QDQCQBQA為0010時(shí)，通過與非門使得該74LS90的清零端為0，“時(shí)”的十位有重新從0000開始，此時(shí)的個(gè)

13、位計(jì)數(shù)單元變成4進(jìn)制，即當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的QDQCQBQA為0100時(shí)，就要又從0000開始計(jì)數(shù)。這樣就實(shí)現(xiàn)了“時(shí)”24進(jìn)制的計(jì)數(shù)</p><p>　　( 4 ) 日計(jì)數(shù)器</p><p>　　日計(jì)數(shù)器由兩個(gè)74LS74，四個(gè)TTL 和一個(gè) 74LS20 構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了七定制的功能。每個(gè)74LS74控制一個(gè)輸入，即控制QDQCQBQA中的一個(gè)。當(dāng)從0000到0111 時(shí)，顯示是按照74LS7

14、4集成們電路的邏輯功能來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)為0111的時(shí)候，QCQBQA各為1 1 1 ，他們?nèi)齻€(gè)通過74LS74 與非門輸出為0 。再與QD 所控的0 通過 TTL集成門電路輸出了0 ，如此循環(huán)，使得四個(gè)TTL 輸出都為 0000。即使得輸出變?yōu)榱恕爸昧恪睜顟B(tài)。從而實(shí)現(xiàn)了七禁止循環(huán)。如下圖所示：</p><p>　　3　數(shù)字鐘的譯碼及顯示單元電路 </p><p>　　譯碼顯示采用共陽極數(shù)碼管和

15、譯碼器74SL247組成。</p><p><b>　　4.整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 </b></p><p>　　電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分54秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。 </p><p>　　當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位

16、的QC和QA 、個(gè)位的QD和QA及秒計(jì)數(shù)器十位的QC和QA相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。 </p><p>　　報(bào)時(shí)電路由74LS08高音和74LS04低音通過74LS32來構(gòu)成。 </p><p><b>　　五、元器件 </b></p><p>　　六、總體電路圖及部分單元的電路圖</p><p><b>

17、　　參見附加實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙</b></p><p>　　七.實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法</p><p>　　我們接好秒計(jì)數(shù)模塊發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮。仔細(xì)對照電路才發(fā)現(xiàn)。我們沒有給芯片接電源和“地”，為了防止之后再次出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤，我們重新布置電路，先用電源和“地”把面包板圍起來。</p><p>　　秒顯示器十進(jìn)制和六進(jìn)制都沒有問題，但是秒不向分進(jìn)位。經(jīng)過檢查發(fā)

18、現(xiàn)是進(jìn)位線連錯(cuò)了。</p><p>　　周顯示正常，但發(fā)現(xiàn)有一條線接在兩個(gè)不同的接口都可以實(shí)現(xiàn)正常的功能。最后幾個(gè)室友討論這兩種方法之間的不同就是在精度上有區(qū)別。</p><p>　　蜂鳴器不鳴叫，但我們的電路檢查是沒有問題的。最后查資料才知道蜂鳴器的正負(fù)接口接反了。</p><p>　　還有一個(gè)不可忽略的問題。我們先保證電路的正確，再美化線路，有幾次我們美化完電路

19、發(fā)現(xiàn)之前的功能不能實(shí)現(xiàn)。就是我和隊(duì)友兩個(gè)人一起美化線路，接口上不小心就連錯(cuò)了。</p><p><b>　　八.心得體會(huì)</b></p><p>　　①通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我們了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要對著一個(gè)參考電路圖才可以連接的。但是最后的成品卻不一定與想象的完全一樣，因?yàn)樵趯?shí)際接線中有著各種各樣的

20、條件制約著，所以要合理布局這樣連出來的成品才比較美觀。</p><p>　?、谕ㄟ^這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，對于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。在這次實(shí)驗(yàn)連接中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極大的問題，那就是在電路連接過程中一定要細(xì)心，耐心。細(xì)心耐心連線，調(diào)試。</p><p>　　③在調(diào)試過程中，任何問題都可能導(dǎo)致功能無法實(shí)現(xiàn)，我們必須一點(diǎn)