數(shù)?；旌险n程時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)報(bào)告new

1、數(shù)?；旌险n程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)學(xué) 校：成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院系 別：電子信息與計(jì)算機(jī)工程系姓 名： hejing 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 通信工程2班 指導(dǎo)教師： 李 華 兵 2011-10-12時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 何靖 指導(dǎo)老師：李華兵一、課題名稱：時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)二、內(nèi)容摘要：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(wú)機(jī)械裝置,具有更長(zhǎng)的使用壽命,廣泛用于個(gè)人家庭,車站, 碼頭,辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)利用直流穩(wěn)壓電源供電的數(shù)字電子鐘，具體由以下幾個(gè)功能模塊組成：直流穩(wěn)壓電源、震蕩分頻器、計(jì)數(shù)

2、器、譯碼顯示器等組成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)?；旌显O(shè)計(jì)一個(gè)具有“時(shí)”、“分”、“秒”顯示的電子時(shí)鐘，能夠進(jìn)行校時(shí)功能。關(guān)鍵詞：數(shù)?；旌?55 定時(shí)器；多諧振蕩器；分頻器；計(jì)數(shù)器；數(shù)字鐘三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求震蕩分配器計(jì)數(shù)器譯碼顯示器直流穩(wěn)壓電源數(shù)字電子鐘1、模擬電路部分設(shè)計(jì)要求(1)要求輸出直流電壓正5V，最大輸出電流500mA，穩(wěn)壓系數(shù)=0.05. (2)該直流穩(wěn)壓電源可供數(shù)字電路正常工作。2、數(shù)字電路部分設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)計(jì)一個(gè)具有“時(shí)”、“分”、“秒”顯示的電子鐘，應(yīng)具有校時(shí)功能。(2)方案設(shè)計(jì)時(shí)可充分發(fā)揮所學(xué)，可進(jìn)行功能擴(kuò)展，盡量選用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)。3、電路仿真要求利用Multisim2001軟件對(duì)

3、不同設(shè)計(jì)方案的電路進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果選擇最佳方案，體現(xiàn)到設(shè)計(jì)報(bào)告中。4、電路原理圖要求：利用Protel99se繪制指導(dǎo)書上所提供的模擬電路和數(shù)字電路的原理圖，按照所提供元器件封裝，進(jìn)行ECR檢查無(wú)誤后生成網(wǎng)絡(luò)表。5、PCB繪圖要求： （1）采用單面板制圖，板框尺寸為長(zhǎng)14cm，寬9cm。模擬電路除變壓器外，其余均和數(shù)字電路畫在一張PCB圖上，注意模擬地和數(shù)字地要一點(diǎn)接地，應(yīng)留出變壓器二次電壓的輸入接口，直流穩(wěn)壓電源的輸出接口。 （2）焊盤之間只允許走一根銅膜線。 （3）信號(hào)線，電源線及地線的最小銅膜線寬度為40mil。 （4）要求所有元件焊盤孔直徑為0mil，外徑80mil。（5）安

4、全間距設(shè)置為20mil。（6）才用人工布局的方式對(duì)元件進(jìn)行布局，采用自動(dòng)布線和手動(dòng)布線相結(jié)合的方式布線。6、電路制作及調(diào)試要求：（1）制作輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓范圍為1.2515V。（2）制作電子鐘的“秒”顯示部分，數(shù)碼顯示管從059循環(huán)顯示。（3）調(diào)試時(shí)應(yīng)采用分步調(diào)試方法，先焊接完模擬電路部分的元件，將輸出電壓調(diào)節(jié)至5V然后再焊接數(shù)字電路電路元件，最后上電調(diào)試，排除故障。四、比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖利用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定度較高的高頻方波信號(hào)，然后經(jīng)分頻電路，將高頻方波分頻為1HZ的秒脈沖波，輸入到六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器都是有一個(gè)個(gè)

5、位十進(jìn)制十位六進(jìn)制，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器的十位在清零時(shí)也向分六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器個(gè)位發(fā)一個(gè)脈沖使分計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)分計(jì)數(shù)器的十位在清零時(shí)也同時(shí)向二十四進(jìn)制時(shí)和十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的個(gè)位發(fā)一個(gè)脈沖，使其加1。將時(shí)，分，秒計(jì)數(shù)器的輸出端分別接上譯碼器和顯示器，最大顯示值為23小時(shí)59分59秒，再輸入一個(gè)秒脈沖后，顯示復(fù)零。并且能實(shí)現(xiàn)12與24的時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換和上下午顯示電路。利用校準(zhǔn)電路分別對(duì)時(shí)，分校準(zhǔn)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如下圖所示。圖中QD1QA1代表秒計(jì)數(shù)器個(gè)位BCD碼，QD2QA2代表秒計(jì)數(shù)器BCD碼，QD3QA3代表分計(jì)數(shù)器個(gè)位BCD碼，QD4QA4代表分計(jì)數(shù)器十位BCD碼。每當(dāng)分計(jì)數(shù)器累計(jì)計(jì)數(shù)到59min，與

6、非門M2的輸出為“1”即QA3QD3QA4QC4=“1”，持續(xù)時(shí)間是一分鐘，到了59min50s時(shí)，與非門M4輸出為“1”，持續(xù)時(shí)間為10s。我們?nèi)袅頜4的輸出為A，由分頻器引入的500Hz、1000Hz的方波信號(hào)為B、C。從圖中可見(jiàn)M6的輸出為；M7 的輸出為。于是M8在59min51s、53s、55s、57s時(shí)輸出500Hz音頻信號(hào)。在59min50s時(shí)輸出1000的信號(hào)，音響持續(xù)1s鐘，在1000Hz音響結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)，即該計(jì)數(shù)器每運(yùn)行到整點(diǎn)差10s時(shí)便自動(dòng)發(fā)出嗚叫聲。原理圖繪制過(guò)程：方案設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)仿真布局，布線PCB后分析制作PCB系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)元件符號(hào)庫(kù)仿真元件庫(kù)印制板生產(chǎn)工藝流程

7、：制生產(chǎn)底片選材下料片鉆孔孔金屬化貼膜圖形轉(zhuǎn)移電鍍?nèi)∧のg刻表面蝕刻檢驗(yàn)五、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇電路模擬部分：電路數(shù)字部分：（電路中各個(gè)元器件參數(shù)如上圖中元件參數(shù)為準(zhǔn)）六、畫出完整的電路圖，并說(shuō)明電路的工作原理電路原理圖如下：PCB板圖制作：電路工作原理：通過(guò)模擬電路二腳插針給電路通電，并調(diào)節(jié)電位器使輸入數(shù)字電路的電壓為5V。給CD4017，CD4011，NE555輸入+5V電壓，通過(guò)555定時(shí)器3腳給任意一個(gè)4011脈沖，使4011與數(shù)碼管相連，通過(guò)脈沖的給入，使ag管腳出現(xiàn)高電平，以驅(qū)動(dòng)晶體管顯示個(gè)位數(shù)字，當(dāng)給入九個(gè)脈沖時(shí)，10腳輸入一個(gè)高電平至4017和另一4011,當(dāng)輸入6個(gè)

8、高電平時(shí)，4017的5腳輸出高電平，并給15腳和4011的5腳輸入高電平進(jìn)行復(fù)位，使十位數(shù)碼管到六十清零，或按按鈕開關(guān)進(jìn)行復(fù)位清零，LED燈顯示電路導(dǎo)通狀況。七、利用Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行必要的仿真分析（三個(gè)單元電路仿真）虛擬電路部分仿真：555計(jì)時(shí)器電路仿真：數(shù)碼管顯示仿真：數(shù)字電路顯示仿真：八、制版、組裝、調(diào)試的內(nèi)容。（1）使用的主要儀器和儀表數(shù)字電源，數(shù)字萬(wàn)用表，熱轉(zhuǎn)印機(jī)，打印機(jī)，鉆孔機(jī)，電烙鐵（2）調(diào)試電路的方法和技巧當(dāng)腐蝕完并打孔后，用數(shù)字萬(wàn)用表分別測(cè)試各條電路導(dǎo)通狀況，若有斷路用焊錫連接或鉆孔以加跳線連接。后用電烙鐵完成整個(gè)電路元器件焊接，上電調(diào)試，調(diào)節(jié)電位器使輸出電源為5

9、V左右。（3）測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析（4）調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法若出現(xiàn)數(shù)碼管無(wú)數(shù)碼顯示或顯示錯(cuò)亂，可能是數(shù)碼管或4011器件有壞，應(yīng)更換器件，若無(wú)數(shù)字跳動(dòng)，則應(yīng)檢查555定時(shí)器及周圍電路錯(cuò)誤或器件有壞，若LED燈不亮，可能是電路有誤或是正負(fù)極接錯(cuò)，若電位器的調(diào)節(jié)不能改變輸入電源大小，應(yīng)檢查電路原理圖是否針腳號(hào)連接有誤，若數(shù)碼管顯示的數(shù)值不是六十進(jìn)制，則應(yīng)更換4017器件。（5）總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，提出改進(jìn)意見(jiàn)和展望。該電路設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，使用元器件較少，多為簡(jiǎn)單元器件，該課程制作重心在于電路板的繪制與前不同在于能夠更從基礎(chǔ)做起，完成

10、一整套電路板的制作，從繪制電路圖到制作PCB板，打印PCB圖及熱轉(zhuǎn)印銅板，再到腐蝕、打孔、焊接、測(cè)試，到最后完成時(shí)鐘電路板的設(shè)計(jì)和制作。經(jīng)歷了從無(wú)到有、從陌生到熟悉的制作過(guò)程，但如果設(shè)備增加，能夠完整的制作一個(gè)可以用以實(shí)際生活的可靠性能高的電子時(shí)鐘就更好了。九、列出系統(tǒng)需要的元器件十、列出參考文獻(xiàn)1崔建明.電工電子EDA仿真技術(shù)M.北京:高等教育出版社.2004.12李忠波，袁宏.電子設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004.73高有堂，朱清慧.電子設(shè)計(jì)與實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)M.北京:電子工業(yè)出版社2007.44何喜才.常用集成電路簡(jiǎn)明速查手冊(cè)M.北京:國(guó)防工業(yè)出版社.2006.85朱定華，陳林，

11、吳建新.電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn)M.北京:清華大學(xué)出版社.2005.76謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試M.武漢:華中科技大學(xué)出版社.2000.7十一、收獲、體會(huì)通過(guò)這次數(shù)?；旌险n程設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，我認(rèn)識(shí)了我們以前所學(xué)的電路方面的知識(shí)只是理論基礎(chǔ)，書上所講的分析步驟需要很大的變通。在這次實(shí)踐當(dāng)中，我逐漸的培養(yǎng)了這一方面的能力，開闊了我的思維，而且也讓我學(xué)到許多書上沒(méi)有的東西以及對(duì)書上知識(shí)加深了認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。在這次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，我學(xué)習(xí)了Protel 99se繪圖，Multisim2001軟件仿真，Word排版，Excel制表等，雖然原來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)一些計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，但是操作不是很熟練。便捷的計(jì)算機(jī)在我手下運(yùn)作起來(lái)顯得很笨拙，多虧了老師的耐心教導(dǎo)，以及同學(xué)們的熱心幫助。使我的操作能力也有了一個(gè)相應(yīng)的提高。這次實(shí)習(xí)也使我對(duì)專業(yè)有了新的認(rèn)識(shí)，看到了未來(lái)的發(fā)展前途。還有就是，在做本次實(shí)習(xí)的過(guò)程中，我感觸最深的就是要完成設(shè)計(jì)需要查閱大量的設(shè)計(jì)資料。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在做電路設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實(shí)際盡情在幻想的世界里翱翔，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：?jiǎn)纹瑱C(jī)、