數(shù)字電子鐘報告.doc

湖南文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報告課程名稱： 多功能數(shù)字電子鐘 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 通信工程07102班 學(xué)生姓名： 李 貝 貝 指導(dǎo)教師： 李 建 英 完成時間： 2009 年 6月 24日 報告成績： 評閱意見：評閱教師 日期 目 錄摘要. 4Abstract.5第一章 設(shè)計(jì)要求. 6第二章 數(shù)字電子鐘總體方案分析. 62.1 電子鐘的重要性. 62.2 電子鐘的基本設(shè)計(jì)思想 . 723 數(shù)字電子鐘的方案分析 . 7 2.3.1 基于分立元件的數(shù)字電子鐘.7 2.3.2 基于EDA技術(shù)的數(shù)字電子鐘. 7 2.3.3 基于單片機(jī)編程的數(shù)字電子鐘. 724 三種方案的比較 .8第三章 多功能數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì). 83.1 數(shù)字鐘的構(gòu)成. 8 3.2 晶體振蕩電路.93.3 時間計(jì)數(shù)電路.11 3.3.1 分、秒的計(jì)時電路.11 3.3.2 時的計(jì)時電路.123.4 譯碼顯示電路.133.5 校時電路.14第四章 數(shù)字電子鐘的整體設(shè)計(jì)及原理說明.154.1 單元電路的級聯(lián).164.2 整體電路圖.164.3 原理說明.16第五章 數(shù)字電子鐘的仿真.165.1 秒電路的仿真.175.2 秒、分電路的仿真.175.3 秒、分、時電路的仿真.18第六章 數(shù)字電子鐘實(shí)物的焊接.18第七章 總結(jié).19第八章 元件明細(xì)列表.20參考文獻(xiàn).21致謝.22附錄A 數(shù)字電子鐘全電路圖 .23附錄B 數(shù)字電子鐘實(shí)物板.24摘要數(shù)字電子鐘的應(yīng)用十分廣泛，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便，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辦公室等公共場所。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展采用了先進(jìn)的石英晶體振蕩技術(shù)，采用相應(yīng)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)，經(jīng)過譯碼和顯示電路準(zhǔn)確地將“時” “分” “秒”用數(shù)字的方式顯示出來，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便，顯示直觀，無機(jī)械轉(zhuǎn)動，無需人的經(jīng)常調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)。因此也被廣泛用于電子表、車站、碼頭、廣場等公共場所的大型遠(yuǎn)距離時間顯示電子鐘。盡管目前市場上已有現(xiàn)成的數(shù)字鐘集成電路芯片出售，價格便宜、使用也方便，但鑒于數(shù)字鐘電路的基本組成包含了數(shù)字電路的主要組成部分，因此進(jìn)行數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是必要的。本次課程設(shè)計(jì)包括四個部分：晶振產(chǎn)生電路、時分秒的計(jì)數(shù)和進(jìn)位、數(shù)碼顯示、校時電路。同時運(yùn)用Protel 99SE軟件繪制了單元電路以及總體電路圖；借助Multisim2001仿真軟件對單元電路以及總體電路進(jìn)行了仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，并通過萬能板實(shí)物的制作圓滿的實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電子鐘的顯示及校時功能。【關(guān)鍵詞】晶振；計(jì)數(shù)（74LS160）;顯示；LED;校時 AbstractThe application of digital electronic clock is very widespread. It has made a great deal of convenience to peoples life, study, work and entertainment and has become essential daily necessity being widely used in individual family as well as the office and so on public place. As a result of the development of digital integrated circuit technology using advanced quartz crystal oscillator technology, using the corresponding counter-band, it transforms for the binary number, undergoes the decoding and the display circuit accurately of hour, minute second with the way figures displayed. Compared to traditional mechanical bell, it has the exact path, stable performance, easy carry, direct-viewing display, non-mechanical rotation and no persons frequent adjustment. And therefore it is also widely used in electronic watches, stations, terminals, squares and other public places of the time displayed by the large-scale long-range electronic clock. Although there are many ready-made integrated circuit chips of digital clock for sale on the current market, cheap and easy use, but in view of the fact that the digital clock electric circuits basic composition has contained digital circuits key component. Therefore carrying on the digital clocks design is necessary. This curriculum design includes four parts :the crystal oscillator circuit； hour，minute and seconds counting and carrying ；digital display and timing circuit. Meanwhile software has drawn up the unit electric circuit as well as the overall circuit diagram using Protel 99SE and Multisim 2001 with circuit simulation software on the unit as well as the overall circuit simulation virtual experiment. By jointing the component on the universal surface plate has completely finished the digital electronic clocks display and the timing function.Keywords: crystal oscillator; counter(74LS160);display circuit; LED; timing circuit第一章 數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)要求 1.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)1、時間以24小時為一個周期； 2、顯示時、分、秒； 3、具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間； 4、為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供時間基準(zhǔn)信號。 1.2 設(shè)計(jì)要求 1、畫出電路原理圖（或仿真電路圖）； 2、元器件及參數(shù)選擇； 3、電路仿真與調(diào)試； 4、PCB文件生成與打印輸出。1.3 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。 1.4 編寫設(shè)計(jì)報告 寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。 第二章 數(shù)字電子鐘總體方案論證隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子鐘的方法和手段有很多種，本設(shè)計(jì)對其中的幾種方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。2.1 數(shù)字電子鐘的重要性數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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?cái)U(kuò)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、自動開啟和關(guān)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(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。2.2 數(shù)字電子鐘的基本設(shè)計(jì)思想 石英晶體振蕩器產(chǎn)生的時脈沖送到分頻器，分頻電路將時標(biāo)信號分成每秒一次的方波基準(zhǔn)信號。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生頻率穩(wěn)定很高的秒脈沖，秒脈沖被送到一個六十進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)結(jié)果送至秒個位和十位譯碼器，譯碼結(jié)果分別由兩只七段半導(dǎo)體數(shù)碼管以十進(jìn)制數(shù)形式顯示來。當(dāng)秒六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器累計(jì)到第59秒時，若再來一個秒脈沖，秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出就產(chǎn)生進(jìn)位脈沖（分計(jì)數(shù)脈沖），同時，秒計(jì)數(shù)器的十位和個位都復(fù)位到零。分計(jì)數(shù)脈沖又被送到分六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)譯碼電路譯碼后數(shù)碼管顯示相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。當(dāng)計(jì)滿59分59秒時，若再來一個秒脈沖，則分計(jì)數(shù)器便向時計(jì)數(shù)器送出時計(jì)數(shù)脈沖，同時，分、秒計(jì)數(shù)器均復(fù)位到零。時計(jì)數(shù)器是一個二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)顯示23時59分59秒時，若再來一個秒脈沖，則時、分、秒計(jì)數(shù)器都應(yīng)回到零，并顯示（00 00 00）表示已到達(dá)午夜零點(diǎn)，第二天開始繼續(xù)計(jì)數(shù)。在秒的計(jì)數(shù)電路里通過控制電路的CP脈沖對秒電路進(jìn)行，在分、時的電路里通過控制進(jìn)位輸出實(shí)現(xiàn)校時功能。2.3 數(shù)字電子鐘的方案分析2.3.1 基于分立元件的數(shù)字電子鐘 采用實(shí)時時鐘芯片采用集成邏輯電路設(shè)計(jì)具有能實(shí)現(xiàn)，時、分、秒計(jì)時功能和校時功能，計(jì)時數(shù)據(jù)的更新每秒自動進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。計(jì)算時間，程序簡單。2.3.2 基于EDA技術(shù)的數(shù)字電子鐘 采用 EDA作為主控制器控制外圍電路進(jìn)行電壓，時鐘控制、鍵盤和LED控制。此方案邏輯電路復(fù)雜，且靈活性較低，不利于各種功能的擴(kuò)展，在對電路進(jìn)行檢測比較困難；2.3.3 基于單片機(jī)編程的數(shù)字電子鐘在按鍵較少的情況下，采用獨(dú)立式4個按鍵，經(jīng)軟件設(shè)計(jì)指定的I/O口（P1.0P1.3）送出邏輯電平，控制數(shù)碼管顯示。根據(jù)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求與原理以及特性，系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C52串口輸出的形式來設(shè)計(jì)電路，使功能及效果更完美。2.4 三種方案的比較 在設(shè)計(jì)過程中，方案的選擇必須與實(shí)際情形聯(lián)系起來，要從各個方面考慮設(shè)計(jì)的可行性，即不僅要考慮其先進(jìn)性也要考慮其現(xiàn)實(shí)性，從多方面綜合尋求最佳方案。在方案的實(shí)施中，方案一簡潔、靈活、可擴(kuò)展性好，能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求；方案二邏輯電路復(fù)雜，靈活性比較的低，并且不利于調(diào)試；方案三的設(shè)計(jì)理念超過我們現(xiàn)在所學(xué)的內(nèi)容，因此暫不考慮。綜上分析，我們選擇第一種方案作為本次課程設(shè)計(jì)的最佳方案。 第三章 多功能數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計(jì)3.1 數(shù)字鐘的構(gòu)成數(shù)字鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計(jì)時裝置。它的計(jì)時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外有校時功能和一些顯示星期、報時、停電查看時間等附加功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”，“星期”計(jì)數(shù)器、校時電路、報時電路和振蕩器組成。干電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計(jì)時系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計(jì)數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計(jì)數(shù)器”。“時計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時器，可實(shí)現(xiàn)對一天24小時的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼，通過七位LED七段顯示器顯示出來。校時電路時用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整的。圖1 所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖。圖1 數(shù)字電子鐘的構(gòu)成框圖3.2 晶體振蕩電路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，晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Hz的方波信號，是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。本設(shè)計(jì)采用的是石英晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖，經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖，典型電路如下圖2所示：圖2 晶振秒脈沖電路4060是14位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它內(nèi)部有14級二分頻，有兩個反相器。CIN（11腳）、（10腳）分別為時鐘輸入、輸出端。圖中R7為反饋電阻（10100 Mom），目的是為CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大狀態(tài)。C1為溫度特性校正電容，一般取2050Pf;C2是頻率微調(diào)電容，取530pF。石英晶振采用32768 Hz晶振，若要得到1Hz的脈沖，則需要經(jīng)過15級的二分頻器完成（32768 Hz /215=1 Hz）。由于CD4060只能完成14級分頻，故需要外加一級分頻，采用74LS74雙D觸發(fā)器完成二分頻，最終得到數(shù)字鐘的脈沖輸入1Hz信號。下圖為CD4060引腳圖：圖3 CD4060引腳圖3.3 時間計(jì)數(shù)電路時間計(jì)數(shù)電路由秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個位和分十位計(jì)數(shù)器、時個位和時十位計(jì)數(shù)器構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時個位和時十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模計(jì)數(shù)器74LS160，分兩級構(gòu)成。3.3.1 分、秒的計(jì)時電路由74LS160 構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器如下圖4 所示：圖4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器將一片74LS160設(shè)置為10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，另一片設(shè)置為 6 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。因?yàn)?的二進(jìn)制表示是0110且74LS160是低電平清零，因此在反饋清零的時候，將十位的Q1和Q2通過74LS00與非門后接入十位的清零端。兩片74LS160按照反饋清零法串聯(lián)。個位的進(jìn)位輸出端級聯(lián)十位的脈沖輸入端。秒計(jì)數(shù)的十位和個位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時還作為分計(jì)數(shù)器的輸入脈沖。74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的清零功能（特點(diǎn)：不耗時鐘脈沖），在上級160控制下級160時候通過組合電路（主要利用與非門）實(shí)現(xiàn)，在連接電路的時候要注意并且強(qiáng)調(diào)使能端的連接，其將影響到整一個電路的是否工作。 電路的控制原理如下：秒鐘由個位向十位進(jìn)位：0000000100100011010001010110011110001001實(shí)現(xiàn)個位的計(jì)數(shù)由秒?yún)^(qū)向分區(qū)的顯示控制：基本原理同上，在秒?yún)^(qū)十位向時區(qū)個位顯示的時：000000010010001101000101產(chǎn)生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鐘脈沖，利用的還是與非門，目標(biāo)仍是實(shí)現(xiàn)正確的計(jì)時顯示。3.3.2 時的計(jì)時電路時電路的設(shè)計(jì)如下：圖5 時電路圖由分計(jì)數(shù)器送來的進(jìn)位脈沖送入時個位計(jì)數(shù)器，電路在分進(jìn)位脈沖的作用下按二進(jìn)制自然序依次遞增1，當(dāng)計(jì)數(shù)到24，這時小時個位計(jì)數(shù)狀態(tài)是Q3Q2Q1Q0=0100（也就是4）, 小時十位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q3Q2Q1Q0=0010（也就是2）時，小時十位計(jì)數(shù)器只有Q1端有輸出，小時個位計(jì)數(shù)器只有Q2端有輸出，將Q1、Q2端接一個二輸入與非門，與非門輸出一路送入十位計(jì)數(shù)器的清零端，另一路送入小時個位計(jì)數(shù)器的清零端。每時的個位10小時向小時十位計(jì)數(shù)器送進(jìn)位脈沖，當(dāng)十位輸出為二，小時個位輸出為四時，將整個電路清零，從而構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。3.4 譯碼顯示電路本次譯碼顯示的電路如下：圖6 譯碼顯示電路譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動器，輸出高電平有效，專用于驅(qū)動LED七段共陰極顯示數(shù)碼管，上圖既是由74LS48和LED七段共陰極數(shù)碼管組成的一位數(shù)碼顯示電路。若將“秒”、“分”、“時”計(jì)數(shù)器的每一位輸出分別送到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。下面簡介74LS48 的功能：BI：當(dāng)BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。LT：當(dāng)BI=1，LT=0 時，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。RBI：使能控制端，當(dāng)RBI=1 時，允許譯碼輸出。DCBA：為8421BCD碼輸入端。abcdefg：為譯碼輸出，輸出為高電平。74LS48 的BI、LT、RBI端接高電平，輸入端D、C、B、A接74LS160的輸出端Q3、Q2、Q1、Q0，其輸出端af接數(shù)碼管。當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖作用下，按60秒為1分、60分為1小時、24小時為1天的計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)時，就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號。這就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)進(jìn)行譯碼并將其顯示出來。我們選用的計(jì)數(shù)器全部是十進(jìn)制集成片，“秒”、“分”、“時”的個位和十位的狀態(tài)分別由集成片中的四個觸發(fā)器的輸出狀態(tài)來反映的。每組(四個)輸出的計(jì)數(shù)狀態(tài)都按 BCD代碼以高低電平來表現(xiàn)。因此，需經(jīng)譯碼電路將計(jì)數(shù)器輸出的BCD代碼變成能驅(qū)動七段數(shù)碼顯示器的工作信號。35 校時電路校時電路是數(shù)字鐘不可少的部分，每當(dāng)數(shù)字鐘顯示與實(shí)際時間不相符合的時候，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時間進(jìn)行校時。本次設(shè)計(jì)的校時電路如下圖所示。該電路的針對秒計(jì)時脈沖、分計(jì)時脈沖和時計(jì)時脈沖進(jìn)行控制，達(dá)到校時的目的。對于下圖的秒校時電路，將按鍵S 1 按下，此時U2A與非門被封鎖，1Hz的秒信號進(jìn)入不到“秒計(jì)數(shù)器”中，此時暫停秒計(jì)時。但數(shù)字鐘的秒計(jì)時與實(shí)際的時間相同時，立即松開S 1 ，數(shù)字鐘的秒顯示與標(biāo)準(zhǔn)的時間同步進(jìn)行，完成秒的校時。分的校時電路和時的校時電路比較的相似，現(xiàn)在列舉分的校時電路分析。在此電路中分的校時是由U3A、U4A、U5A、U13A組合門電路構(gòu)成的。當(dāng)進(jìn)行分校時時，按下開關(guān)S 2，由于U3A、U13A輸出高電平，封鎖秒的十進(jìn)位脈沖，同時1Hz脈沖信號直接通過U4A、U5A門電路被送到分計(jì)數(shù)的個位計(jì)數(shù)器中，使分計(jì)數(shù)器以秒的節(jié)奏快速計(jì)數(shù)。當(dāng)分計(jì)數(shù)器的顯示與標(biāo)準(zhǔn)時間數(shù)值相同時，松開S 2即可。當(dāng)松開S 2時，門電路U13A輸出低電平，從而使U5A門被封鎖，1Hz信號不能夠被輸入U4A門中，且輸出高電平。U3A門電路接受來自秒計(jì)數(shù)器的十進(jìn)位輸出信號，從而使U4A正常工作，使分計(jì)數(shù)器正常工作。同理，“時”校時電路與“分”校時電路工作原理完全一樣。圖7 校時電路第四章 數(shù)字電子鐘的整體電路及原路說明各個單元電路以及元器件參數(shù)確定后，必須把各個單元連為一個整體。 進(jìn)行整體電路圖繪制。整體電路圖是電子電路設(shè)計(jì)的結(jié)晶，是重要的設(shè)計(jì)文件，它不僅是電路安裝和電路板制作等工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，而且是電路實(shí)驗(yàn)和維修時不可缺少的文件。4.1 單元電路的級聯(lián) 單元電路級聯(lián)設(shè)計(jì)要注意以下幾個問題：電氣性能相互匹配問題、信號耦合方式問題、時序配合以及相互干擾等問題。單元電路之間的電氣性能相互匹配問題主要包括：阻抗匹配、線性范圍匹配、負(fù)載能力匹配、高低電平匹配等。信號的耦合方式包括四種：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。時序配合是一個非常復(fù)雜的問題，為確定每個系統(tǒng)所需的的時序，必須對系統(tǒng)各個單元電路的信號進(jìn)行仔細(xì)的分析，畫出各波形的波形關(guān)系圖時序圖，確定出保證系統(tǒng)正常工作的信號時序，然后提出實(shí)現(xiàn)該時序的措施。本設(shè)計(jì)因?yàn)橹淮嬖跀?shù)字地，沒有模擬地，因此級聯(lián)比較的簡單。采取的措施是：直接將各個部分進(jìn)行級聯(lián)。4.2 整體原理圖總體電路圖是電子電路設(shè)計(jì)的結(jié)晶，是重要的設(shè)計(jì)文件，它既是電路安裝和電路板制作等工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是電路實(shí)驗(yàn)和維修時不可缺少的文件?？傮w電路涉及的方面和問題很多，不可能一次畫出來而不存在任何問題，未通過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，不能算是正式的總體電路圖，而只能是一個總體電路草圖。繪制總體電路圖應(yīng)注意：合理布局元器件、盡量把總體電路畫在一張紙上、電路中各元器件必須采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號如使用GB/T4728電氣簡圖用圖形符號。在Protel 99 SE 繪圖軟件下繪制多功能數(shù)字電子鐘總電路圖，如附錄A所示。4.3 原理說明整個電路圖由基準(zhǔn)信號產(chǎn)生（1Hz）、計(jì)時電路、譯碼顯示部分和校時電路四個部分。當(dāng)晶振產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器的分頻后輸入計(jì)時部分，經(jīng)過譯碼顯示將其數(shù)字化，并且由校時電路控制各計(jì)數(shù)部分的個位和1Hz方波，最終實(shí)現(xiàn)整個電路的設(shè)計(jì)。第五章 數(shù)字電子鐘的仿真 借助Multisim 10 仿真軟件對電路進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如下。5.1 秒電路的仿真圖8 秒電路的仿真5.2 秒、分電路的仿真圖9 秒、分電路的仿真 在實(shí)際焊接的過程中，將根據(jù)仿真的電路圖進(jìn)行制作與調(diào)試，對板子進(jìn)行排版和焊接，所制作的實(shí)物板的圖如附錄B所示。5.3 秒、分、時電路的仿真圖10 秒、分、時電路的仿真第六章 數(shù)字電子鐘實(shí)物的焊接 登記并按照所設(shè)計(jì)的電路圖到實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)取元器件，檢查、核實(shí)領(lǐng)取的元器件的數(shù)量。按照電路圖在萬能板上布局元器件。開始焊接元器件時,注意焊接的質(zhì)量，認(rèn)真的焊接才會避免因虛焊、短路等而造成的電路麻煩。在焊接芯片的時候需要焊上芯片底座，這樣可以避免因直接焊接元件而造成的溫度過高而損壞元件的情況。第七章 總結(jié)在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中，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。本次設(shè)計(jì)共分六大部分：第一部分是數(shù)字電子鐘的概述，其中主要設(shè)計(jì)了數(shù)字鐘電路是由晶體震蕩電路、秒計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)、時計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器和校準(zhǔn)電路組成的；第二部分是秒脈沖計(jì)數(shù)器，其中主要設(shè)計(jì)了晶體振蕩器、分頻器電路；第三部分是計(jì)數(shù)器，其中主要介紹了74LS160，由74LS160構(gòu)成秒、分的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，小時的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器及其原理；第四部分是譯碼驅(qū)動顯示電路，其中主要設(shè)計(jì)了74LS48譯碼器和LED七段顯示器的組成；第五部分是校時電路，其中主要設(shè)計(jì)了校時電路的概述及原理。在此次設(shè)計(jì)中，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，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)一個電路先進(jìn)行軟件模擬仿真再進(jìn)行實(shí)際的電路制作，因?yàn)榉抡鎴D和電路連接圖還是有一定區(qū)別的。發(fā)現(xiàn)了很多日后要注意的地方，例如：在連接二進(jìn)制、十進(jìn)制、二十四進(jìn)制的接法中，要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，那么在電路出錯時便能準(zhǔn)確地找出錯誤所在并及時糾正了。在設(shè)計(jì)電路中，往往是先仿真后連接實(shí)物圖，但有時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，往往沒有接高電平的腳以及接低電平的腳，因此在實(shí)際的電路連接中往往容易遺