數(shù)字鐘電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告綜述

1、一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 2二、設(shè)計(jì)的方案的選擇與論證(1) 總體電路分析2(2) 仿真分析 2(3) 仿真說(shuō)明2三、電路設(shè)計(jì)計(jì)算與分析 3(1) 小時(shí)計(jì)時(shí)電路3(2) 分鐘計(jì)時(shí)電路 8(3) 秒鐘計(jì)時(shí)電路 9(4) 校時(shí)選擇電路10(5) 脈沖產(chǎn)生電路 10(6) Multisim 總原理圖 11四、Protel99se 的使用 12(1) SCH原理圖12(2) PCB原理圖13五、焊接 13(1) 主要焊接儀器 13(2) 焊接步驟13(3) 焊接理論依據(jù)13六、 調(diào)試 13(1) 主要測(cè)試儀器 13(2) 測(cè)試步驟14(3) 測(cè)試電路功能14(4) 整塊電路的聯(lián)調(diào) 14七、數(shù)字鐘實(shí)物 15

2、(1) 正面的數(shù)字鐘實(shí)物 15(2) 反面的數(shù)字鐘實(shí)物 15(3) 工作中的數(shù)字鐘實(shí)物 16八、總結(jié)及心得附錄 16九、參考文獻(xiàn)17一、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的時(shí)鐘顯示、校準(zhǔn)。具體要求：(1) 顯示功能：具有“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示(“時(shí)”從023, 分 059，秒 059)o(2) 校時(shí)功能：當(dāng)剛接通電源或數(shù)字時(shí)鐘有偏差時(shí)， 可以通過(guò)手動(dòng)的方 式去校時(shí)。二、設(shè)計(jì)的方案的選擇與論證(1)總體電路分析總體電路設(shè)計(jì)是將單元電路模塊小時(shí)計(jì)時(shí)電路、分鐘計(jì)時(shí)電路、秒計(jì)時(shí)電路、校時(shí)選擇電路，外接輸入開(kāi)關(guān)和輸出顯示數(shù)碼管構(gòu)成。總體結(jié)構(gòu)圖如下：(2)仿真分析單擊運(yùn)行按鈕，可觀測(cè)仿真結(jié)果。電路能完成

3、顯示計(jì)時(shí)、校時(shí)功能 計(jì)時(shí)功能。當(dāng)開(kāi)關(guān)J1、J2都處于斷開(kāi)時(shí)，給數(shù)字鐘+5V的工作電壓，數(shù)字時(shí) 鐘工作于計(jì)時(shí)狀態(tài)。此時(shí)，電路中的秒計(jì)時(shí)電路、分計(jì)時(shí)電路以及小時(shí)計(jì)時(shí)電路 分別對(duì)秒脈沖、分脈沖和小時(shí)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)結(jié)果經(jīng)數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)時(shí)間值。 校時(shí)功能。當(dāng)開(kāi)關(guān)J1、J2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，給數(shù)字鐘+5V的工作電壓，數(shù)字時(shí)鐘工作于同時(shí)校時(shí)校分狀態(tài)。J1導(dǎo)通、J2斷開(kāi)時(shí)，數(shù)字鐘工作于校小時(shí)狀態(tài); J1斷開(kāi)、J2導(dǎo)通時(shí)，數(shù)字鐘工作于校分鐘狀態(tài)。(3) 仿真說(shuō)明由于這里很少利用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，總體看起來(lái)有點(diǎn)亂，可讀性不是很高，但是可靠 性還是很咼的。三、電路設(shè)計(jì)計(jì)算與分析（1）小時(shí)計(jì)時(shí)電路。小時(shí)計(jì)時(shí)電路如下圖:r-

4、CUU二工亠心 辰空P令弓弓弓P . 8.74LS48D:xUgND :74LS48D耳弓K u 4 I I I u# * #:知：E條虧呂尋: K * H tZr 二- .$ 令 w 0 .：LM74覚 ETA tvcc/g5VXFG1蘭丫N咅： OM- yT 三二E|-asCHw 工 r l! B n.9世：EaC 工 2 H * IU174LS04DU1074L S02D ：該電路用兩片74LS191 （二進(jìn)制同步可逆單時(shí)鐘異步清零計(jì)數(shù)器）構(gòu)成二 十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，與非門74LSO0非門74LS04或門74LS02組成一組使整個(gè)計(jì) 數(shù)器的技術(shù)狀態(tài)圖為00至01至02至至23再至00至01至

5、，共有24個(gè)穩(wěn) 定狀態(tài)。原理：與非門74LS00的4A、4B輸入連接小時(shí)的個(gè)位B與D, 4Y輸出連接 分為兩路，一路是連接小時(shí)的十位的計(jì)數(shù)器74LS191的14引腳（elk ）,當(dāng)滿足個(gè)位的OB與OD都是1 （即1x1x）時(shí)使小時(shí)的十位計(jì)數(shù)器74LS191加1;另一路 連接到非門74LS04的1A,非門74LS04的1Y接或門74LS021A，十位的計(jì)數(shù)器 74LS191的OB引腳與個(gè)位的計(jì)數(shù)器74LS191的OC引腳分別接與非門的74LS00 的3B 3A接到一起，保證十位是 2個(gè)位是4的時(shí)候可以使兩個(gè)計(jì)數(shù)器 74LS191 異步清成零，重新計(jì)數(shù)。INPUTSOUTPUTSINPUTSDAT

6、ADATAOUTPUTSINPUTSOUTPUTSTiming DiagramLOADPLrLTLrLTLi_rCDIJWT UPAlTA INPUTSRIPPLE CLOCKConnection Diagram異步清零計(jì)數(shù)器74LS19113LOADENABLE DOWN/ G UPTd-0 1S 1413COUNT DOWN -IRIPPLE MAX/DATACLOCK MIN LOAD CI1偉ISU131211109JLL廠123456I7|BDATAVcc A CLOCK共陰數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)74LS48CONNECTION DIAGRAM DIP 仃OP VIEW)Vcc f 9 a b

7、c d eDECIMAL OR fun cridhinRHiDcBAEnnnoabcdQf9NOTEflIFHLLnHHhHHHH1iHXLLLIIHLHHLLLL12HXLLHLHHHLHHL.-3HXLL卜HHHHHHILL.H47T)FTTnd-H1HHLLHH5IHXLHHHHLHHI1HHHXLE1HLHLLHHlIIRII1HXLHrIIHHHHLLLLHKHLHHHHHHHHflHXHLHHHHHL7H詐IHXHLHHLLHIHLH11HXHL也IIHLLHHlLLII12HXHILLHLHLLLHII1JHXHHLHHHLLHILHHUh-)r百HHHLLHHIHHuHXHHH

8、HHLLLTmXXXXXXLILLL2RHTHLLLLLLLLLLLL.LJrrLKXXXHHHHHHHH4INPUTSOUTPUTSFl11-1i 1ri一1nr(i iriU1111ii iii iiiii01234567891011 1213 U 15NUMERICAL DESIGNATIONS RESULTANT DISPLAYSHOIEJ-(1 BlRfiO is wnedAND Imiic sbm叩 as blanking input andicr 叩plB-Uankingoutpm tlW). The bl祁i叩 out (Bljniusl 曲 open -held at a N

9、IGH level when output tunctms 0 ihmugh 15 aie desirnd and 沖亦-hEnking ifpU陽(yáng))MUS1 beOpen(M4td HIGH IcwjI ifblnir(:fdiiD:iiiidlDisri(:l(l(Nr(j(l X=ni|x,1 innyl)i)Tli；H orLOW：?； lAlln：n：iniul 譏笊制 ccvithtt/i； all $EneM 加輛 少 Id a L level regardkajoflhe 弧 Ie of ary input condition.(3) When ripfblanking inp

10、ut (RBI) and inpirisA, B, C and 0 are al LOW level tfith 1he lamp test input at HIGH level, all segmit output go la a HIGH level and the rippfe-Uanking output (RBO goes to a LOW level (response condiliai).(i) Wtienlhe blanking inpuliippletfankxiq output iBIRBOisopefi-Ljj ;H 1d 4J LJ Ld| 7|GND七段共陰數(shù)碼管

11、ADD P共陰 3.8A B C D E F G DP66 6 66666（2）分鐘計(jì)時(shí)電路。分鐘計(jì)時(shí)電路如下圖:CKCKU12U11：:id r沁匸J丄公:4A IE4B 1Y4Y 2盤3A 2B3B 2Y3YU174LSQ0D id r T * ie_i rn i 廠ii m Si心U17 74LS48D22101334呂弋HP口曰=廿. 自 T隹 ie_i rn i Q ci tai m S i心0VCC1921ZJw-74L5191DON甘U18 74LS4SDvccKFG1 5 VS S _TLT -I-中 Q O 27on甘oAlw nvno25 m a74LS191D該電路用兩片

12、74LS191 （二進(jìn)制同步可逆單時(shí)鐘異步清零計(jì)數(shù)器）構(gòu)成六 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191、與非門74LS00組成一組使整個(gè)計(jì)數(shù) 器的技術(shù)狀態(tài)圖為00至01至02至至59再至00至01至，共有60個(gè)穩(wěn)定 狀態(tài)。原理：個(gè)位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的OB OD分別接與非門74LS00 的2A、2B,然后與非門74LS00的2Y接到十位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191,使得 當(dāng)個(gè)位從0到9,然后到10 （暫態(tài)）使得十位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的CLK 從0變成1 （上升沿），計(jì)數(shù)器加1; 2Y接到個(gè)位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的 load引腳，使得個(gè)位在0到9十

13、個(gè)狀態(tài)循環(huán)。十位的異步清零計(jì)數(shù)器74LS191的OB OC分別接74LS00的1A、1B，1Y接十位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191,使 十位達(dá)到6 （暫態(tài)），馬上變成0，此時(shí)個(gè)位也是0。正好使在00到59共有60 個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)循環(huán)顯示。（3）秒鐘計(jì)時(shí)電路。秒鐘計(jì)時(shí)電路如下圖:CKCKU12id rid r沁匸J丄公:4A IE4B 1Y4Y 2盤3A 2B3B 2Y3YU174LSQ0D 101334 T 0 ie_i rn i 廠ii m Si心22U17 74LS4ED T隹E-s Cd ii 廠iM E ll 晝 a rj fl i J i0VCC1921ZJ二、二、piw-74L519

14、1DON甘U18 74LS4SDvccKFG1 5 VS S _TLT -I-中 Q O 27ON甘oAlw nvno25 m a74LS191DU11：:（注釋：秒的計(jì)時(shí)和分鐘的計(jì)時(shí)是一樣的，實(shí)際上都是0-59的變化）該電路用兩片74LS191 （二進(jìn)制同步可逆單時(shí)鐘異步清零計(jì)數(shù)器）構(gòu)成六 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191、與非門74LS00組成一組使整個(gè)計(jì)數(shù) 器的技術(shù)狀態(tài)圖為00至01至02至至59再至00至01至，共有60個(gè)穩(wěn)定 狀態(tài)。原理：個(gè)位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的OB OD分別接與非門74LS00 的2A、2B,然后與非門74LS00的2Y接到十位的異步清零計(jì)

15、數(shù)器 74LS191,使得 當(dāng)個(gè)位從0到9,然后到10 （暫態(tài)）使得十位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的CLK 從0變成1 （上升沿），計(jì)數(shù)器加1; 2Y接到個(gè)位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191的 load引腳，使得個(gè)位在0到9十個(gè)狀態(tài)循環(huán)。十位的異步清零計(jì)數(shù)器74LS191的OB OC分別接74LS00的1A、1B，1Y接十位的異步清零計(jì)數(shù)器 74LS191,使 十位達(dá)到6 （暫態(tài)），馬上變成0,此時(shí)個(gè)位也是0。正好使在00到59共有60 個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)循環(huán)顯示。（4）校時(shí)選擇電路。校時(shí)選擇電路如下圖:該電路用兩片與非門74LS00,電阻R1、R2為限流電阻，電容C1、C2是去 抖電容，兩個(gè)與

16、非門74LS00電阻、電容和開(kāi)關(guān)組成校時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)關(guān) J1、 J2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，數(shù)字時(shí)鐘工作于同時(shí)校時(shí)校分狀態(tài)。J1導(dǎo)通、J2斷開(kāi)時(shí)，數(shù)字鐘工作于校小時(shí)狀態(tài)；J1斷開(kāi)、J2導(dǎo)通時(shí)，數(shù)字鐘工作于校分鐘狀態(tài)。（5）秒的產(chǎn)生Vcc ( 5T5MOCB555CPR R n4nrl1VJ； T-0.693 CRa+2) C ib Lh; D=Ra/ （注釋：在此處用了計(jì)數(shù)器74LS191的十分頻，即555定時(shí)器產(chǎn)生100ms的脈沖, 但是在protel99se中由于沒(méi)有用到74LS191,所以有些參數(shù)不一樣，但是原理 是一樣的）(6) 數(shù)字鐘總原理圖GHD(齊開(kāi) 電.，專牯耳,.屮 -r rflr

17、i1u a ft s:t； rsa堆D打！tUEMLWID曲 MLMac! naE ii M-vccmwro1U1074L&JJDQ 11- tr u- u r- 5T ll- il 4 r J3-i TJL21741TTTTTTTI91DJ5 ?41U5 7U91D - - ： T - /U$rffiHMf R RATKI1ILMK)filUE51 riQlTunJTx(注釋：整合到一起，有少許的變化，但是原理是一樣的 )四、Protel99se 中的原理圖(1) sch原理圖TTTi;；_ -J-:亠x.2 .O1Ttr1+,.IHL,.|1.(2) PCB原理圖nziiizut-s-0五

18、、焊接主要焊接儀器：1. 電烙鐵一個(gè)2. 吸槍一個(gè)3. 焊錫一卷4. 手鉗(尖嘴、平嘴)各一個(gè)5. 焊錫膏一罐6. 松香一塊焊接步驟：1. 先焊接跳線，跳線有四十多根，比較多，需要先焊接2. 其次焊接電阻電容3. 然后焊接IC插座4. 接著焊接數(shù)碼管焊接理論依據(jù)：先焊接那些離板子比較近的，不容易處理的跳線，焊接小芯片在 前，焊接大器件在后。六、測(cè)試主要測(cè)試儀器:1. CA804型雙蹤示波器一臺(tái)2. 面包板一塊3. 萬(wàn)用表一塊4. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 一臺(tái)測(cè)試步驟：檢查電路板的焊接 檢查電路板是否有虛焊焊點(diǎn)出現(xiàn) 檢查電路板是否有斷路現(xiàn)象 檢查電路板是否有漏焊現(xiàn)象測(cè)試電路功能整個(gè)電路由六部分組成， 測(cè)

19、試方法分為五步： 秒脈沖產(chǎn)生模塊、 秒計(jì)時(shí)模塊、 分計(jì)時(shí)模塊、小時(shí)計(jì)時(shí)模塊和校時(shí)模塊， 數(shù)碼管模塊檢測(cè)夾雜在其它五部分之中。 電路測(cè)試由先后順序進(jìn)行測(cè)試順序及步驟為： 秒脈沖產(chǎn)生模塊利用示波器檢測(cè) 555定時(shí)器 3引腳，觀察波形 秒計(jì)時(shí)模塊挑斷秒脈沖產(chǎn)生模塊與秒計(jì)時(shí)模塊連接的線， 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)到 3-5hz, 接到秒計(jì)時(shí)器芯片異步清零計(jì)數(shù)器74LS191的14引腳,觀察數(shù)碼管數(shù)據(jù)變化 分計(jì)時(shí)模塊跟秒計(jì)時(shí)模塊調(diào)試一樣 , 挑斷秒計(jì)時(shí)模塊與分計(jì)時(shí)模塊連接的線， 將函數(shù)信 號(hào)發(fā)生器調(diào)到3-5hz,接到分計(jì)時(shí)器芯片異步清零計(jì)數(shù)器74LS19啲14引腳, 觀察數(shù)碼管數(shù)據(jù)變化。 小時(shí)計(jì)時(shí)模塊 跟分秒

20、計(jì)時(shí)模塊調(diào)試原理一樣，挑斷分計(jì)時(shí)模塊與小時(shí)計(jì)時(shí)模塊連接的線，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)到3-5hz,接到時(shí)計(jì)時(shí)器芯片異步清零計(jì)數(shù)器74LS191的 14引腳 , 觀察數(shù)碼管數(shù)據(jù)變化。 校時(shí)模塊通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)J1、J2的通斷，用示波器觀察時(shí)和分個(gè)位計(jì)數(shù)器74LS191的14引腳波形。整塊電路的聯(lián)調(diào)把挑斷的線連接到一起，供上 5V電源電壓，觀察整體運(yùn)行效果七、數(shù)字鐘實(shí)物(1)數(shù)字中的正面(2)數(shù)字鐘的反面(3 )工作中的數(shù)字鐘八、總結(jié)及心得附錄在調(diào)試板子的時(shí)候，時(shí)間過(guò)的好快，轉(zhuǎn)眼間，為期一周的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 就結(jié)束了。通過(guò)這一周的課程設(shè)計(jì)，我拓寬了知識(shí)面，鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得 到較大提高。焊接板子的時(shí)候由于追求速度，再加上平時(shí)焊接沒(méi)有練習(xí)，結(jié)果導(dǎo) 致后面好多虛焊，給后面調(diào)試的時(shí)候造成了很多麻煩。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于沒(méi)有對(duì)原理圖進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果導(dǎo)致四十多根跳線， 調(diào)試的時(shí)候，由于對(duì)自己不自信，給 multism原理