電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)電子鐘的設(shè)計(jì)

1、. . 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 電子鐘的設(shè)計(jì) 院 部 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 二一一年 十二月 二十日裝訂線. . . 目錄摘 要- 2 -引言- 2 -第一章 課題背景- 3 -1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概要- 3 -1.1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法和步驟- 3 -1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求- 5 -1.2.1 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)目的- 5 -1.2.2 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)要求- 5 -第二章 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述- 5 -2.1 基本設(shè)計(jì)思路- 5 -2.2 設(shè)計(jì)方案論述- 6 -第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)- 6 -3.1電源部分- 6 -3.2震蕩時(shí)鐘- 7 -3.3分頻電路- 7 -3.4 60進(jìn)制

2、計(jì)數(shù)器- 8 -3.5 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器- 8 -3.6數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)- 9 -3.7校時(shí)校分電路- 9 -第四章 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析- 9 -總結(jié)- 10 -參考文獻(xiàn)- 11 -摘 要 報(bào)告圍繞此次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹、總結(jié)，包含了設(shè)計(jì)的步驟，前期的準(zhǔn)備，裝配的過(guò)程。在實(shí)裝時(shí)，采用了74hc161芯片進(jìn)行計(jì)數(shù)，用555振蕩器產(chǎn)生秒脈沖，7805產(chǎn)生5v穩(wěn)壓電源，cd4511進(jìn)行數(shù)碼管轉(zhuǎn)換顯示，還要考慮電路的校時(shí)、校分，每塊芯片各設(shè)計(jì)為幾進(jìn)制等等，最后實(shí)現(xiàn)了數(shù)字鐘設(shè)計(jì)所要求的各項(xiàng)功能：時(shí)鐘顯示功能；快速校準(zhǔn)時(shí)間的功能。 關(guān)鍵字：數(shù)字鐘、74hc161、校準(zhǔn)引言 電子技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)工程訓(xùn)

3、練，特別是技能的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)工程人員的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學(xué)中，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，它包括選擇課題、電子電路設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試和編寫(xiě)總結(jié)報(bào)告等實(shí)踐內(nèi)容。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)：一、學(xué)生初步掌握電子線路的設(shè)計(jì)、組裝及調(diào)試方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類似電路的性能，并通過(guò) 組裝調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)，使電路達(dá)到性能要求；二、課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開(kāi)始從理論 學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H方面，運(yùn)用已學(xué)過(guò)的分析和設(shè)計(jì)電路的理論知識(shí)，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法。第一章 課題背景

4、1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)概要1.1.1 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的方法和步驟電子電路設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)一個(gè)電子電路系統(tǒng)時(shí)，首先必須明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)任務(wù)進(jìn)行方案選擇，然后對(duì)方案中的各部分進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫(huà)出一個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的系統(tǒng)電路圖。 一、明確系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行具體分析，充分了解系統(tǒng)的性能、指標(biāo)、內(nèi)容及要求，以便明確系統(tǒng)應(yīng)完成的任務(wù)。 二、方案選擇把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分解為若干個(gè)單元電路，并畫(huà)出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原理框圖。方案選擇的重要任務(wù)是根據(jù)掌握的知識(shí)和資料，針對(duì)系統(tǒng)提出的任務(wù)、要求和條件，完成系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中

5、要敢于探索，勇于創(chuàng)新，爭(zhēng)取方案的設(shè)計(jì)合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)。并且對(duì)方案要不斷進(jìn)行可行性和優(yōu)缺點(diǎn)的分析，最后設(shè)計(jì)出一個(gè)完整框圖。 三、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)和功能框圖，明確各部分任務(wù)，進(jìn)行各單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。單元電路的設(shè)計(jì)單元電路是整機(jī)的一部分，只有把單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整機(jī)設(shè)計(jì)水平。每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確本單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬訂出單元電路的性能指標(biāo)，與前后級(jí)之間的聯(lián)系，分析電路的組成形式。具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以模仿成熟的先進(jìn)的電路，也可以創(chuàng)新或改進(jìn)，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設(shè)計(jì)合理，各單元電路間也要互相配合，注意

6、各部分的輸入、輸出信號(hào)和控制信號(hào)的關(guān)系。參數(shù)計(jì)算為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求，就需要用電子技術(shù)知識(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，例如放大電路中各電阻值、放大倍數(shù)；振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數(shù)。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)算參數(shù)時(shí)，同一個(gè)電路可能有幾組數(shù)據(jù)，注意選擇一組能完成電路設(shè)計(jì)功能、在實(shí)踐中真正可行的參數(shù)。器件選擇 集成電路的選擇根據(jù)電路功能、性能指標(biāo)選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行元器件的選擇。 四、電路圖的繪制電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的

7、，它是電路組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：（1） 元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。（2） 注意信號(hào)流向。一般從輸入端或信號(hào)源開(kāi)始，由左至右或上至下按信號(hào)的流向依次畫(huà)出各單元電路，而反饋通路的信號(hào)流向則與此相反。（3） 圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)標(biāo)注。（4） 連線應(yīng)為直線，盡量少交叉和折彎。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.2.1 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)目的1. 掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法；2. 掌握常用數(shù)字集成電路的功能和使用。1.2.2 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)要求1.時(shí)鐘顯示功能，能夠十進(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”;2. 具有快速校準(zhǔn)時(shí)間的功能。第二章 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案論述2.1 基本設(shè)計(jì)思

8、路圖2-1數(shù)字電子鐘原理框圖 數(shù)字電子鐘原理如圖2-1所示。一個(gè)具有計(jì)時(shí)、校時(shí)、顯示等基本功能的數(shù)字鐘。主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時(shí)電路、等六部分組成。555振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過(guò)顯示器顯示時(shí)間。2.2 設(shè)計(jì)方案論述 555振蕩器和分頻器產(chǎn)生穩(wěn)定的校時(shí)信號(hào)和“秒”計(jì)時(shí)信號(hào)。對(duì)“秒”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行60進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“分”計(jì)時(shí)信號(hào)和秒計(jì)數(shù)值；再對(duì)“分”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行60進(jìn)制計(jì)數(shù)，形成“時(shí)”計(jì)時(shí)信號(hào)和分計(jì)數(shù)值；進(jìn)一步對(duì)“時(shí)”計(jì)時(shí)信號(hào)進(jìn)行24進(jìn)制計(jì)數(shù)得到時(shí)計(jì)數(shù)值。秒計(jì)數(shù)值、分計(jì)數(shù)值和時(shí)計(jì)數(shù)值譯碼

9、顯示時(shí)間。第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1電源部分該設(shè)計(jì)用的是9v 的電池，經(jīng)過(guò)7805把電壓降到5v 供電路板上的集成塊 和數(shù)碼管使用。圖中所標(biāo)的vcc就是電源+5v；3.2震蕩時(shí)鐘數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器為數(shù)字鐘提供了10ms 的基準(zhǔn)信號(hào)，典型的振蕩器是555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的多諧振蕩器如圖所示。 通過(guò)調(diào)節(jié)r11 可以控制555產(chǎn)生頻率的的精度。3.3分頻電路這是由兩片74ls161連接成的100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。他們都是工作在置數(shù)方式，因?yàn)?61為異步置數(shù)所以當(dāng)輸出端為1001的時(shí)候在下一個(gè)脈沖的上升沿置數(shù)（0），再將兩片級(jí)聯(lián)就形成了100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。把555產(chǎn)生的10ms變?yōu)?s的脈沖輸送到

10、個(gè)位161的脈沖輸入端。3.4 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器這是由兩片74ls161連接成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器他們都是工作在置數(shù)方式，低位是連接成為一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的clk端接的是低位的進(jìn)位脈沖。高位接成了六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)輸出端為0101的時(shí)候在下個(gè)時(shí)鐘的上升沿把數(shù)據(jù)置數(shù)成0000 這樣就形成了6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，連個(gè)級(jí)聯(lián)就成為了60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分別可以作為秒和分記時(shí)。3.5 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的個(gè)位也是用置數(shù)法連接成了十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74ls00的兩個(gè)輸入引腳接到了十位的q1和個(gè)位的q2 上輸出引腳接到了電路板上所有161芯片的rest端。也就是說(shuō)當(dāng)十位為0010個(gè)位為0100的時(shí)候（24）使所有161

11、復(fù)位歸0。完成24進(jìn)制計(jì)數(shù)。3.6數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路時(shí)由cd4511組成，它能將161輸出的標(biāo)準(zhǔn)bcd碼變換成驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管所需的信號(hào)。上面的200歐電阻是為數(shù)碼管限流用的，防止由于電流太大損壞45113.7校時(shí)校分電路通過(guò)按鍵把分鐘或者小時(shí)的個(gè)位的clk端拉低由此產(chǎn)生一個(gè)模擬clk脈沖。使得分鐘和小時(shí)分別加1實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的校時(shí)功能。第4章 設(shè)計(jì)結(jié)果及分析本次實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了要求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字鐘的時(shí)鐘顯示功能、校時(shí)功能。相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路圖及制作完成電路版圖見(jiàn)附錄。總結(jié) 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)對(duì)輸電知識(shí)有了更深入的了解，將其運(yùn)用到了實(shí)際中來(lái)，明白了學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達(dá)到了其培養(yǎng)的目的。在實(shí)驗(yàn)中，我也遇到了很多挫折，不過(guò)我都一一克服了，通過(guò)努力解決了問(wèn)題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。 成功就是在不斷摸索中前進(jìn)實(shí)現(xiàn)的，遇到問(wèn)題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來(lái)仔細(xì)思考，分部檢查