《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說明書多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)

1、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書附件1：學(xué) 號(hào)課 程 設(shè) 計(jì)題 目多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名指導(dǎo)教師年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì) 一、初始條件：本設(shè)計(jì)既可以使用集成譯碼器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、脈沖發(fā)生器和必要的門電路等。本設(shè)計(jì)也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建多功能數(shù)字鐘。用數(shù)碼管顯示時(shí)間計(jì)數(shù)值。二、要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計(jì)工作量：1周。2、技術(shù)要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。要求用六位數(shù)碼管顯示時(shí)間，格式為00：00：00。具有60進(jìn)制和24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)功能，

2、秒、分為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，時(shí)為24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)。有譯碼、七段數(shù)碼顯示功能，能顯示時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的結(jié)果。設(shè)計(jì)提供連續(xù)觸發(fā)脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)生器，具有校時(shí)單元、鬧鐘單元和整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元。確定設(shè)計(jì)方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用a4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。三、時(shí)間安排1、 2009 年 6 月 29 日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說明。2、 2009 年 6 月 29 日，查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)電路的工作原理。3、 2009 年

3、6 月 30 日 至 2009 年 7 月 1 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。4、 2009 年 7 月 1 日 至 2009 年 7 月 2 日，電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說明書撰寫。5、 2009 年 7 月 3 日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄1緒論12 proteus軟件介紹23數(shù)字鐘的原理框圖44電路的設(shè)計(jì)54.1主體電路的設(shè)計(jì)54.1.1秒脈沖電路的設(shè)計(jì)54.1.2計(jì)時(shí)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能的實(shí)現(xiàn)64.1.3譯碼與顯示電路的設(shè)計(jì)84.1.4校時(shí)電路的設(shè)計(jì)104.1.5主體電路圖114.2功能擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)124.2.1定時(shí)控制電路的設(shè)

4、計(jì)124.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)154.3整體電路的設(shè)計(jì)175整體電路的仿真196電路功能測(cè)試以及常見問題解決本法206.1電路功能測(cè)試206.2常見問題解決辦法2 07元件清單218 心得體會(huì)229參考文獻(xiàn)2326多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)1.緒論數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，并且可以實(shí)現(xiàn)更多的功能，如：定時(shí)控制、整點(diǎn)報(bào)時(shí)、鬧鐘、觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)等，在現(xiàn)實(shí)生活中，各種數(shù)字鐘已得到了非常廣泛的使用。數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法有許多種，例如,可用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字鐘，也還可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘等。這些方法都

5、各有其特點(diǎn)，其中利用中小規(guī)模集成電路組建數(shù)字鐘，原理簡單，但由于集成電路集成度有限，對(duì)于需要實(shí)現(xiàn)較多功能的電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，對(duì)于制作者焊接和布線有較高的要求。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子鐘具有結(jié)構(gòu)簡單，并便于功能的擴(kuò)展，但需要涉及到匯編以及c語言編寫程序，對(duì)設(shè)計(jì)者有較高的要求。本次設(shè)計(jì)為用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字鐘。2.proteus軟件介紹proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達(dá)30多個(gè)元件庫。proteus軟件提供多種現(xiàn)實(shí)存在的虛擬儀器儀表。此外，proteus還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來。這些

6、虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，proteus軟件提供豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。提供schematic drawing、spice仿真與pcb設(shè)計(jì)功能，同時(shí)可以仿真單片機(jī)和周邊設(shè)備，可以仿真51系列、avr、pic等常用的mcu，并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。proteus提供了大量的元件庫，有ram、rom、鍵盤、馬達(dá)、led、lcd、ad/da、部分spi器件、部分iic器件，編譯方面支持keil和mplab等編譯器。一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬

7、實(shí)驗(yàn)教程，就可相當(dāng)于一個(gè)設(shè)備先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室。以虛代實(shí)、以軟代硬，就建立一個(gè)完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室。在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等課程，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試等。1)proteus的工作過程 運(yùn)行proteus的isis程序后，進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前，要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過工具欄中的p(從庫中選擇元件命令)命令，在pickdevices窗口中選擇電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在source菜單的definecodegenerationtools菜單命令下，

8、選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在source菜單的add/removesourcefiles命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。 2)proteus軟件所提供的元件資源proteus軟件所提供了30多個(gè)元件庫，數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。 3)proteus軟件所提供的儀表資源 對(duì)于一個(gè)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)室，測(cè)試的儀器儀表的數(shù)量、類型和質(zhì)量，是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在proteus軟件包中，不存在同類儀表使用數(shù)量的問題。proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地

9、顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。 4)proteus軟件所提供的調(diào)試手段 proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試，proteus提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。 對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行debug菜單下的execute菜單項(xiàng)或f12快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用debug菜單下的pauseanimation菜單項(xiàng)或pause鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用debug菜單下的stopanimation菜單項(xiàng)或shift-break組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可

10、以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。 對(duì)于軟件的分步調(diào)試，應(yīng)先執(zhí)行debug菜單下的start/restartdebugging菜單項(xiàng)命令，此時(shí)可以選擇stepover、stepinto和stepout命令執(zhí)行程序(可以用快捷鍵f10、f11和ctrl+f11)，執(zhí)行的效果是單句執(zhí)行、進(jìn)入子程序執(zhí)行和跳出子程序執(zhí)行。在執(zhí)行了start/restartdebuging命令后，在debug菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。 3.數(shù)字鐘的原理框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可建立數(shù)字鐘系統(tǒng)組成框圖，如圖3-1所示，數(shù)字中電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成，其中，主

11、體電路完成數(shù)字鐘的基本計(jì)數(shù)功能，擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的定時(shí)、整點(diǎn)報(bào)時(shí)擴(kuò)展功能。秒顯示器分顯示器時(shí)顯示器主 體 電 路 擴(kuò)展電路定時(shí)控制秒譯碼器分譯碼器時(shí)譯碼器整點(diǎn)報(bào)時(shí)秒脈沖發(fā)生器秒計(jì)數(shù)器分計(jì)數(shù)器時(shí)計(jì)數(shù)器校時(shí)電路圖3-1 數(shù)字鐘原理框圖該系統(tǒng)的工作原理是：用振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的秒脈沖發(fā)生器，秒脈沖接入秒計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻1”的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)與實(shí)際時(shí)間出現(xiàn)誤差時(shí)電路可以進(jìn)行校時(shí)、校分。擴(kuò)展電路的整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鐘功能必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能實(shí)現(xiàn)。4.電路的設(shè)計(jì)

12、4.1主體電路的設(shè)計(jì)主體電路是由功能部件和單元電路組成的，在設(shè)計(jì)這些電路和選擇元器件時(shí)，盡量選用同類型的元器件，考慮到cmos集成電路的承受能力，最好選用ttl集成芯片，整個(gè)電路選用芯片應(yīng)盡可能的少。下面介紹各功能部件與單元電路的設(shè)計(jì)。4.1.1秒脈沖電路的設(shè)計(jì)數(shù)字電路中秒脈沖發(fā)生器是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心，振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度。一般電路中振蕩器可由石英晶體振蕩器或者555振蕩器構(gòu)成，下面將分別介紹這兩種振蕩器。1）石英晶體振蕩器如圖4-1所示，振蕩器可由以下石英晶體振蕩器構(gòu)成，石英晶體振蕩器震蕩頻率有石英晶體的頻率決定，石英晶體振蕩器具有振蕩頻率

13、精確度高的特點(diǎn)，但由于其起振是由外界干擾產(chǎn)生的，仿真為理想條件，故仿真中無輸出波形，得到波形后，還需再分頻已得到所需頻率波形。圖4-1 石英晶體振蕩器 圖4-2 555振蕩器2）555振蕩器如圖4-2所示，振蕩器由555與r、c組成的多些振蕩器，由555多些振蕩器振蕩頻率公式可得將c2、r9、r10、rp取適當(dāng)?shù)闹导纯傻玫筋l率為1hz的秒脈沖。且rp具有微調(diào)電路工作頻率的功能，本電路可產(chǎn)生比較精確的脈沖。本次設(shè)計(jì)采用555振蕩器構(gòu)成秒脈沖發(fā)生器。4.1.2時(shí)分秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)可以用反饋清零法。當(dāng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)

14、時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖到來時(shí)，反饋信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的循環(huán)計(jì)數(shù)。以60進(jìn)制為例，當(dāng)計(jì)數(shù)器從00，01，02，59計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)?shù)?0個(gè)秒脈沖到來時(shí)，反饋信號(hào)隨即將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)模為60的循環(huán)計(jì)數(shù)。下面將分別介紹60進(jìn)制分秒計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制小時(shí)計(jì)數(shù)器。1）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路圖如圖4-3所示圖4-3 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路由兩片74ls90和一個(gè)與門構(gòu)成，分別為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的十位和個(gè)位，十位為六進(jìn)制，個(gè)位為十進(jìn)制，兩者級(jí)聯(lián)構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到59時(shí)，在下一個(gè)秒脈沖作用下實(shí)現(xiàn)反饋清零，電路重新開始下一輪計(jì)數(shù)。下面對(duì)74ls90集成電路加以說明。

15、74ls90是二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端cpa和cpb。其中，cpa和組成一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；cpb和組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將與相連接，時(shí)鐘脈沖從輸入，則構(gòu)成了8421bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74ls90有兩個(gè)清零端r0（1）、r0（2），兩個(gè)置9端r9（1）和r9（2），且均為高電平有效，本次設(shè)計(jì)即利用清零端實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制。74ls90的管腳圖如圖4-4所示，其bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表4-5，二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表4-6。圖4-4 74ls90管腳圖表4-5 bcd碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序 表4-6 二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序2）24進(jìn)制計(jì)數(shù)器用74ls90設(shè)計(jì)24進(jìn)制電路與60進(jìn)制電路原理基本相同，

16、只是把原來60清零改為目前24清零即可，電路如圖4-7所示圖4-7 24進(jìn)制電路工作原理與60進(jìn)制計(jì)數(shù)部分基本相同，只是當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到23時(shí)，在下一個(gè)分進(jìn)位脈沖作用下實(shí)現(xiàn)反饋清零，重新開始下一輪計(jì)數(shù)4.1.3 譯碼與顯示電路的設(shè)計(jì)譯碼與顯示電路如圖4-8所示圖4-8 譯碼與顯示電路電路的工作原理：譯碼是編碼的反過程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)以表示編碼時(shí)所賦予原意的電路。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二十制譯碼器和bcd7段譯碼器、顯示模塊用來顯示計(jì)時(shí)模塊輸出的結(jié)果。電路中的主要元件及功能介紹：1）譯碼器74ls48譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定

17、的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在本電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器74ls48，用74ls48把輸入的8421bcd碼abcd譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。 74ls48的管腳圖如圖4-9。在管腳圖中，管腳lt、rbi、bi/rbo都是低電平是起作用，作用分別為：lt為燈測(cè)檢查，用lt可檢查七段顯示器個(gè)字段是否能正常被點(diǎn)燃。bi是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。rbi是滅零輸入，可以按照需

18、要將顯示的零予以熄滅。bi/rbo是共用輸出端，rbo稱為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端rbi，在多位十進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，把多余零位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。也可用共陰譯碼器74ls248，cd4511。圖4-9 74ls48管腳圖（2）顯示器sm421050n在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。sm421050n的管腳功能圖如圖4-10所示圖4-10 sm421050n管腳圖4.1.4校時(shí)電路的設(shè)計(jì)校時(shí)電路的作用是：當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者出現(xiàn)誤差時(shí)，校正時(shí)間。校時(shí)是數(shù)字鐘應(yīng)具有的基本功能。一般電子表都具有時(shí)、分、秒等校時(shí)功能。為了使電路簡單，在此設(shè)計(jì)中只進(jìn)行分和小時(shí)的校時(shí)。校時(shí)電

19、路如圖4-11所示。校時(shí)電路工作原理：設(shè)計(jì)要求電路校時(shí)時(shí)，應(yīng)不影響原電路正常工作。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)sw1撥至上端時(shí)，sr觸發(fā)器輸出為“0”，與非門u16：a和u16：b被截止，按鈕開關(guān)1和按鈕開關(guān)2產(chǎn)生的脈沖電平被屏蔽，此時(shí)電路能正常工作，且校時(shí)功能不起作用，此功能可用來防止因錯(cuò)誤操作而導(dǎo)致時(shí)鐘出錯(cuò)。當(dāng)sw1撥至下端時(shí)，sr觸發(fā)器輸出為“1” 與非門u16：a和u16：b打開，在無按鈕開關(guān)1和按鈕開關(guān)2產(chǎn)生的脈沖電平時(shí)，非門u16：a和u16：b輸出“0”，此時(shí)電路正常工作，在按鈕開關(guān)1或按鈕開關(guān)2按下并松開瞬間，u16：a和u16：b輸出“1”，經(jīng)過異或門之后，即可產(chǎn)生脈沖，即實(shí)現(xiàn)了電路的校時(shí)

20、功能，且不影響電路正常工作。按鈕開關(guān)1和按鈕開關(guān)2分別控制時(shí)校時(shí)和分校時(shí)。圖4-11 校時(shí)電路4.1.5主體電路圖主體電路圖如圖4-12所示圖4-12 主體電路圖4.2功能擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)4.2.1定時(shí)控制電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：電路具有顯示鬧鐘定時(shí)時(shí)間功能，當(dāng)電路到達(dá)設(shè)定的時(shí)刻時(shí)發(fā)出鬧鐘信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為一分鐘，一分鐘過后，鬧鐘停止，數(shù)字鐘繼續(xù)記時(shí)。且具有電路止鬧功能，即鬧鐘時(shí)可以是鬧鐘停止，也可提前將停止鬧鐘功能，使電路不再鬧時(shí)。設(shè)計(jì)思路：定時(shí)電路的控制應(yīng)有三部分組成，一部分由計(jì)數(shù)器在外界人工操作下設(shè)置鬧鐘時(shí)刻，一部分由鎖存電路構(gòu)成，鎖存計(jì)數(shù)器設(shè)置的時(shí)刻，第三部分由比較報(bào)時(shí)電路構(gòu)成，由設(shè)計(jì)要求可知

21、，當(dāng)比較器輸入的鬧鐘的時(shí)分與數(shù)字鐘基本電路的時(shí)分時(shí)刻相同時(shí)比較發(fā)出鬧鐘信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器或發(fā)光二極管發(fā)出聲或光鬧鐘信號(hào)1)鬧鐘時(shí)刻設(shè)置部分鬧鐘部分電路圖如圖4-13所示圖4-13 鬧鐘時(shí)刻設(shè)置電路工作原理說明：鬧鐘時(shí)刻只有時(shí)和分，其工作原理與基本電路的校時(shí)電路完全相同。在單刀雙擲開關(guān)撥至下面時(shí)，按鈕開關(guān)分別控制時(shí)和分的定時(shí)時(shí)刻設(shè)置。2)鎖存部分鎖存部分電路如圖4-14所示圖4-14 鎖存部分電路工作原理：鎖存器74ls373為八輸入鎖存器當(dāng)使能端oe為“0”時(shí)且le為“1”輸出qn等于輸入dn，當(dāng)oe為“1”時(shí)鎖存器輸出高阻態(tài)可以通過開關(guān)sw4控制鎖存器的片選功能，使顯示器顯示鬧鐘定時(shí)時(shí)刻或者數(shù)

22、字鐘正常時(shí)間。圖中當(dāng)開關(guān)撥至上端時(shí)，顯示正常時(shí)間，開關(guān)撥至下端時(shí)，顯示器顯示鬧鐘定時(shí)時(shí)刻。圖4-15和4-16分別為鎖存器74ls373的功能表和管腳圖。圖4-154ls373功能表圖4-16 74ls373管腳圖。3)比較報(bào)時(shí)部分比較報(bào)時(shí)部分電路如圖4-17所示圖4-17 比較報(bào)時(shí)部分電路如圖4-17工作原理：分別把鬧鐘定時(shí)時(shí)刻和始終時(shí)刻輸入兩片比較器74ls85中當(dāng)且僅當(dāng)兩片輸入時(shí)和分相等時(shí)qa=b輸出“1”，此時(shí)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，發(fā)光二極管發(fā)光?？沙掷m(xù)一分鐘，直到時(shí)鐘秒進(jìn)位，時(shí)鐘分鐘加1。鬧鐘到時(shí)間時(shí)，斷開開關(guān)，則鬧鐘停止，次開關(guān)可以控制鬧鐘的斷和開。圖4-18和4-19分別為鎖存器74l

23、s373的管腳圖和功能表。圖4-18 74ls373管腳圖圖4-19 74ls373功能表4.2.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：要求電路具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)鐘電路為59分時(shí)，從50秒開始，每隔一秒鐘響一次直到進(jìn)位變?yōu)?0分。設(shè)計(jì)思路：可利用一與門將時(shí)鐘分59為“1”的輸出端與秒十位為5時(shí)為“1”的輸出端與時(shí)鐘脈沖信號(hào)與在一起，當(dāng)條件符合時(shí)，電路即可以報(bào)時(shí)，報(bào)時(shí)信號(hào)可以是聲音報(bào)時(shí)和光報(bào)時(shí)兩種。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如圖4-20所示圖4-20 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路工作原理：在秒脈沖作用下，電路開始正常計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到59分50秒時(shí)，在秒脈沖作用下，與非門輸入全為“1”此時(shí)與非門輸出“0”，經(jīng)反相器后輸出為“1”，

24、高電平驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，同時(shí)發(fā)光二極管開始發(fā)光，發(fā)出整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)。由于接入秒脈沖信號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)聲和發(fā)光二極管的工作頻率均為1hz，持續(xù)10秒鐘后，停止整點(diǎn)報(bào)時(shí)。圖中所用74ls30、74ls08、74ls04管腳圖分別如圖4-21、4-22、4-23所示。圖4-21 74ls30管腳圖圖4-22 74ls08管腳圖圖4-23 74ls04管腳圖4.3整體電路的設(shè)計(jì)將以上主體電路和擴(kuò)展電路經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐帕?，組合連接為整體電路圖，整體電路圖如圖4-24所示圖4-24 整體電路圖5.整體電路的仿真用proteus軟件繪制好電路圖，開始運(yùn)行，經(jīng)過多次調(diào)試和改裝，電路終于能正常運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求所有功

25、能。圖5-1為仿真運(yùn)行過程中顯示部分圖。圖5-1 仿真運(yùn)行過程中顯示圖6.電路功能測(cè)試以及常見問題解決本法6.1電路功能測(cè)試按照設(shè)計(jì)要求，逐項(xiàng)測(cè)試電路功能1）數(shù)字鐘計(jì)數(shù)功能測(cè)試：接通電源，在秒脈沖的作用下，電路開始計(jì)數(shù)，且時(shí)、分、秒分別為24、60、60進(jìn)制。計(jì)數(shù)功能符合設(shè)計(jì)要求。2）校時(shí)功能測(cè)試：在顯示時(shí)鐘時(shí)間時(shí)，按動(dòng)時(shí)鐘調(diào)時(shí)、時(shí)鐘調(diào)分按鈕開關(guān)時(shí)，時(shí)、分均可以調(diào)節(jié)，且不按動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)電路能正常工作，校時(shí)功能符合設(shè)計(jì)要求。3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能測(cè)試：電路基數(shù)時(shí)，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)59分50秒時(shí)，電路發(fā)出整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)，頻率為1hz，持續(xù)10秒鐘后，報(bào)時(shí)停止。整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能符合設(shè)計(jì)要求。4)鬧鐘功能測(cè)試：切換顯示開

26、關(guān)，使顯示器顯示鬧鐘時(shí)刻，通過定時(shí)開關(guān)調(diào)節(jié)定時(shí)的時(shí)和分，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)定時(shí)時(shí)刻時(shí)，揚(yáng)聲器響起，發(fā)光二極管發(fā)光，頻率均為1hz。鬧鐘時(shí)間為1分鐘。斷開鬧鐘控制開關(guān)，鬧鐘停止。切換顯示開關(guān)至?xí)r鐘部分，時(shí)鐘部分能繼續(xù)正常工作。鬧鐘功能符合設(shè)計(jì)要求。6.2常見問題解決辦法由于不熟悉本設(shè)計(jì)電路構(gòu)造，經(jīng)常會(huì)有一些誤操作導(dǎo)致不能得到想要結(jié)果，這里特此列舉出一些常見問題及其解決辦法。1）操作時(shí)鐘調(diào)校正按鈕時(shí)，顯示器顯示數(shù)據(jù)不改變，且到60秒時(shí)分位依然不改變，解決辦法：此時(shí)顯示器顯示的時(shí)間為鬧鐘時(shí)間應(yīng)切換顯示開關(guān)，再調(diào)節(jié)校正按鈕即可。2）顯示開關(guān)已切換至?xí)r鐘顯示，操作時(shí)鐘調(diào)校正按鈕時(shí)，顯示器顯示數(shù)據(jù)依然不改變，分、

27、時(shí)電路可以正常進(jìn)位。解決辦法：此時(shí)校時(shí)開關(guān)處于鎖定狀態(tài)，不能校時(shí)，切換校時(shí)開關(guān)即可解決問題。3）定時(shí)電路可以正常定時(shí)，時(shí)鐘電路也可以正常計(jì)時(shí)，但當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)定時(shí)時(shí)刻時(shí)，沒有鬧鐘信號(hào)發(fā)出，揚(yáng)聲器沒有聲音，發(fā)光二極管不發(fā)光，且此時(shí)正點(diǎn)報(bào)時(shí)也不起作用。解決辦法：此時(shí)鬧鐘控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)，把此開關(guān)閉合問題即得到解決。7.元件清單原件規(guī)格數(shù)量電阻10k10個(gè)2k1個(gè)電容0.01uf1個(gè)100uf1個(gè)電位器1k1個(gè)發(fā)光二極管1個(gè)蜂鳴器1個(gè)開關(guān)按鍵開關(guān)4個(gè)普通開關(guān)1個(gè)單刀雙擲開關(guān)3個(gè)集成電路74ls002片74ls041片74ls082片74ls301片74ls3734片74ls486片74ls854片7

28、4ls861片74ls9010片5551片數(shù)碼管7段共陰數(shù)碼管6塊8.心得體會(huì)為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)將要結(jié)束了。在這一周的學(xué)習(xí)中，我學(xué)到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。在這一星期的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、仿真、焊使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)把書本上學(xué)到得設(shè)計(jì)電路的方法應(yīng)用到具體實(shí)踐中來，不僅加深了對(duì)理論知識(shí)的理解程度。，更增強(qiáng)了實(shí)際中動(dòng)手的能力。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試；熟悉了常用的儀器儀表；了解了基本電路原件的連接、焊接方法；以及如何分析電路誤差產(chǎn)生原因和提高電路的性能等等。其次，這次課程設(shè)計(jì)讓我充分意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中，我們小組分工

29、合作，各司其職，各盡其能。發(fā)揮了集體的作用，提高了課程設(shè)計(jì)的效率，節(jié)約了寶貴的時(shí)間。更是在設(shè)計(jì)過程中大家集體討論，選擇最佳方案，免除了一些不必要的麻煩，避免了許多錯(cuò)誤，使設(shè)計(jì)更加科學(xué)、合理。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們也遇到了不少問題。一些同學(xué)在焊接電路板的時(shí)候不小心被電烙鐵燙傷了，這不得不讓我提到試驗(yàn)中要嚴(yán)格注意安全問題；還有一些同學(xué)電路板上連線橫七豎八，簡直是一團(tuán)亂麻，這是以后需要嚴(yán)格注意的問題；調(diào)試過程中，出現(xiàn)了波形嚴(yán)重失真的情況，有的甚至就不出波形，就造成了一些同學(xué)不知所措，以后在試驗(yàn)中需要多加鍛煉的地方，加強(qiáng)把書中學(xué)到的內(nèi)容應(yīng)用到實(shí)際、提高動(dòng)手能力和發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力。這次課程設(shè)計(jì)得到成功，

30、我要感謝我們小組的所有成員，是他們給了我鼓勵(lì)和幫助，給我努力完成下去的勇氣，給了我許許多多的寶貴經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。還有課程設(shè)計(jì)組的全體指導(dǎo)老師，給了我們這么好的動(dòng)手的機(jī)會(huì)和鍛煉自己的條件，在此表達(dá)我不盡的謝意。課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，相信我們得到的不止是課程設(shè)計(jì)要求的內(nèi)容，更讓我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)自己的缺點(diǎn)和不足，使我們能夠在以后的學(xué)習(xí)、生活、實(shí)踐、工作繼續(xù)努力，爭(zhēng)取取得更多、更大的成就。9.參考文獻(xiàn)1 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）武漢：高等教育出版社，2006.12 謝自美. 電子線路設(shè)計(jì)試驗(yàn)測(cè)試（第三版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2006.83 呂思忠 施齊云. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì). 哈爾濱

31、：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.94 楊頌華 馮毛官. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003.35 曹昕燕. eda實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2006.5本科生課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表姓 名性 別 專業(yè)、班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績?cè)u(píng)定依據(jù)：最終評(píng)定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日ut2apodfxxc02gybkskcww97mrqqwhoj5tl15zt6jipyytycummtarp3v1n5luizi3xh3bhwyreko8d9g7nmzqowpjetldrw08gvs8dsdqqy

32、gc3ce7moo2tlf0jf1gk74iuxybmtivr97ckrfvqult5fn2t6mpjr6rbzvpsortzvij5nb5ndvvsr4iwr1twlfkglspzuhrjq3cmzu98euouijdlszqpmvrw9zkupxf8wfug9l2g9277g2rtipa1ypczeuqxpkbhtvdcooqozxuz3vjrzmocijym62zchmeootyes8ebmm932tbz2yo09rtszeys8zrd2yktj8l6jeazvajnfbtrylvsm6ofbftoxvrffn7owiygjlamkunxjybz5rrb7r4vsur9zpfzfmfsj

33、hcfca37lnw2vvlrkn7r8psz1bn6oric5hu5z6hcxayqynpog8duybawqsl20csg06dh2sm8hltgpkicskrgopdpuhbj1lmpk7lydvc6nnmwl3fwhzftfvyaary7lhssxj10v3ph3y19bxyr77ib7cpzsu2tijqe3hkqkkau9kskcphkxuikvvyjzpg2yijrkqfbggovyqkuxnwi9omnjtt6qilzxtyrf7d20fbmabcfiixrqkusvnxbppfuxyq1fjskfsubkgs2duvqc9sz4jkbgn4qqv66pyoarjurnfj3txyfclzieeptwfjthpheipdfnqnr2hjqkv2dzwtmpdjqkbcxmovdsjqctjagjmdlskpgad2s0h0vmzgaht36gyuez7umank1ndreubeqdgrx0venqgnsyib2ilq3siqrnl4m56t7z8y8da5k0kupn5nzg4jvjdtffhyt82aogqkxo4v