電子技術綜合訓練設計報告多功能電子鐘的設計

1、蘭州理工大學電子技術綜合訓練任務書 多功能電子時鐘的設計電子技術綜合訓練設計報告題目： 多功能電子鐘的設計-2 姓名： 學號： 班級： 電氣工程及其自動化4班 同組成員： 指導教師： 日期： 2011年12月30日 目錄摘要3一、 設計任務和要求41.1設計任務41.2基本要求：41.3擴展功能：4二、系統(tǒng)設計：42.1系統(tǒng)基本要求42.2系統(tǒng)方案設計52.2.1總體設計原理方框圖52.2.2系統(tǒng)工作原理52.3系統(tǒng)的單元電路設計62.3.1秒脈沖電路62.3.2時間計數(shù)器電路82.3.3在分和秒之間顯示“：”的設計92.3.4.譯碼驅動及顯示單元電路設計102.3.5 校時單元電路設計122

2、.3.6整點報時的設計132.3.7.電源電路的設計14三系統(tǒng)仿真16總仿真圖12所示16四電路安裝、調試與測試184.1電路安裝焊接184.2電路的調試194.2.1數(shù)碼管的調試194.2.2各個部分的調試。194.2.3總電路的調試214.3 電路測試214.3.1功能測試214.3.2性能測試21五、結論21六、參考文獻22附錄：251.器件清單252. 用到器件的管腳圖253.電路調試的實物圖28摘要電子鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時,分,秒.數(shù)字顯示的計時裝置,廣泛用于個人家庭,車站, 碼頭辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵罚虼?，研究?shù)字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義

3、。這份設計報告主要介紹了一種以555定時器與rc構成為脈沖信號，以74ls161為主體，以數(shù)碼管為顯示器件的數(shù)字鐘電路的設計。電子鐘用555定時器與rc組成的多諧振蕩器為脈沖信號，頻率為1hz。其主體分兩個部分，計時電路和校時電路。計時電路以數(shù)字形式顯示時、分、秒，其中秒和分為60進制，時為12進制，校時電路可對分和時進行校時，當達到整點時會自動報時關鍵詞：數(shù)字鐘、校時、555定時器、整點報時一、 設計任務和要求1.1設計任務 設計一個多功能電子鐘并制作完成1.2基本要求：1、數(shù)字形式顯示時、分、秒，在分和秒之間顯示“：”，并按1次/秒的速度閃爍；2、每日以24小時為一個記時周期；3、有校正功

4、能，能夠在任何時刻對電子鐘進行方便的校正；4、電源：220v/50hz的工頻交流電供電；注：直流電源部分僅完成設計即可，不需制作，用實驗室提供的穩(wěn)壓電源調試，但要求設計的直流電源能夠滿足電路要求） 5、按照以上技術要求設計電路，繪制電路圖，對設計的電路用multisim進行仿真，用萬用板焊接元器件，制作電路，完成調試、測試，撰寫設計報告。1.3擴展功能：整點時刻通過揚聲器給出提示。二、系統(tǒng)設計：2.1系統(tǒng)基本要求數(shù)字電子鐘的設計方法很多種，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機來實現(xiàn)電子鐘等。在本設計中電路是

5、由中小規(guī)模集成電路組成多功能電子時鐘，對于一個具有計時、校時、報時、顯示等基本功能的數(shù)字鐘主要由振蕩器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器、校時電路、報時電路等六部分組成。用石英晶體振蕩器或通過555定時器構成振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器得到秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時間。 2.2系統(tǒng)方案設計2.2.1總體設計原理方框圖如下圖1：時顯示器分顯示器時譯碼器分譯碼器秒顯示器秒譯碼器時計數(shù)器分計數(shù)器秒計數(shù)器秒振蕩器校時電路擴展電路整點報時等圖1.多功能電子鐘系統(tǒng)組成框圖2.2.2系統(tǒng)工作原理由振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定的標準秒脈沖作為數(shù)字時鐘的時間基準。秒計

6、數(shù)器計滿60后向分計數(shù)器進位，分計數(shù)器計滿60后向時計數(shù)器進位，小時計數(shù)器按照24進1的規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計時出現(xiàn)誤差時可以用校時電路進行校時。1）振蕩器電路：通過555定時器構成1hz秒脈沖或通過石英晶體振蕩器通過分頻得到1hz的秒脈沖2）時間計數(shù)器電路：時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器，而根據(jù)設計要求，時個位和時十位計數(shù)器為24進制計數(shù)器。3）譯碼驅動電路：譯碼驅動電路將計數(shù)器輸出的8421bcd碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提

7、供足夠的工作電流。4）校時電路：當重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進行校正。5）整點報時電路：在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會自動報時,以示提醒.其作用方式是發(fā)出連續(xù)的或有節(jié)奏的音頻聲波。6）直流穩(wěn)壓電源：在電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電它是由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等四部分組成。本設計采用的直流穩(wěn)壓電源，輸入為220v的交流電，輸出為5v左右的穩(wěn)定電壓。2.3系統(tǒng)的單元電路設計2.3.1秒脈沖電路1. 方案選擇方案一 晶體震振蕩器電路采用石英晶體振蕩器。使用振蕩頻率為32768hz的石英晶體和反向器構成一個穩(wěn)定性好、精度高的時間信號源。改變電容c可以對振蕩器的頻

8、率進行微調，再通過一個反相器，輸出32768hz的方波，將此方波的頻率進行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1hz的脈沖信號。方案二 555振蕩器電路采用集成電路555定時器與rc組成的多諧振蕩器。（比較）振蕩器是計時器的核心，其作用是產(chǎn)生一個標準頻率的脈沖信號，秒信號發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)度決定了數(shù)字鐘的質量，但考慮到本設計電路有相關校時電路且用石音晶體振蕩電路時分頻電路用的元件較多且價格較貴，用555構成的電路元件容易得，電路簡單且易于實現(xiàn)，故選方案二2. 電路參數(shù)的選擇 關于555定時器的相關參數(shù)以及構成多謝振蕩器的原理參考數(shù)字電子技術基礎閻石主編的相關章節(jié) 采

9、用集成電路555定時器與rc組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為1hz， (2-1)周期t1s。由于脈沖的占空比對系統(tǒng)的影響不大，故把占空比設計為2/3。 由555定時器的特性參數(shù)可知，當電源電壓取5v時，在100ma時的輸出電流下輸出電壓的典型值為3.3v，所以取vcc=5v可以滿足對輸出脈沖幅度的要求。 由 (2-2)故可得到r1=r2 又有t=1s，若取c=，則代入上式得到 3 r1cln2=1 于是 (2-3)因r1=r2，所以選擇兩只的電阻與一個的電位器串聯(lián)即可達到設計的要求，通過改變相應的電阻可使頻率微調，不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路復雜。3.電路的設計如圖2所示：圖2

10、555定時器和rc組成構成的秒信號發(fā)生器2.3.2時間計數(shù)器電路1. 芯片的選擇常見的ttl型msi計數(shù)器有74ls160、74ls161、74ls163、74ls90、74ls193等，考慮到設計成本的限制以及常見性選擇74ls161最為合理。2. 芯片的介紹74ls161為可預置的4 位二進制同步計數(shù)器，74ls161 的清除端是異步的。當清除端clear 為低電平時，不管時鐘端clock 狀態(tài)如何，即可完成清除功能。74ls161 的計數(shù)是同步的，靠clock 同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。關于更詳細的介紹請查看相關的數(shù)據(jù)手冊，在此不再贅述。其引腳圖見附錄2。3.計數(shù)電路設計時時間計數(shù)單

11、元有時計數(shù)、分計數(shù)和秒計數(shù)等幾個部分。時計數(shù)單元一般為24進制計數(shù)器，其輸出為兩位8421bcd碼形式；分計數(shù)和秒計數(shù)單元為60進制計數(shù)器，其輸出也為8421bcd碼。1）60進制計數(shù)器由74ls161構成的60進制計數(shù)器，將一片74ls161設計成10進制加法計數(shù)器，另一片設計成6進制加法計數(shù)器。兩片74ls161按反饋清零法串接而成。秒/分計數(shù)器的十位和個位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時還作為分計數(shù)器的輸入脈沖cp1。下圖3所示電路即可作為秒/分計數(shù)器。圖3 秒/時計數(shù)器電路2）24進制計數(shù)器由74ls161構成的二十四進制計數(shù)器，將一片74ls161設計成四進制加法計數(shù)器，另一片設置二

12、進制加法計數(shù)器。即個位計數(shù)狀態(tài)為qd qc qb qa = 0100，十位計數(shù)狀態(tài)為qd qc qb qa = 0010時，要求計數(shù)器歸零。通過把個位qc、十位qb相與非后的信號送到個位、十位計數(shù)器的清零端，使計數(shù)器清零，另外還要考慮一個問題就是個位還必須達到10后向十位進位，如下圖4構成24進制計數(shù)器。電路圖如下:圖4 24進制計數(shù)器2.3.3在分和秒之間顯示“：”的設計1. 發(fā)光二極管的限流電阻的選擇。不能讓led一直工作在最大額定值。所以正向電流if最大額定值（一般是30ma）。根據(jù)常識我們可以知道，電流大，led發(fā)光強，但消耗的功率大。電流小，led發(fā)光小，消耗的功率小。通常電路用le

13、d是做指示用途，電路的總體功耗要控制，不能都消耗在指示燈上，當然還要考慮電源的功率要滿足后面電路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以這個led的正向電流我們選取20ma，正向壓降為3.3v。限流電阻可以根據(jù)下式計算： 限流電阻=（電源電壓-led正向穩(wěn)壓電壓）/要求的工作電流 選取if=20ma，vf=3.3v，電源電壓vcc=5v:限流電阻=（5v-3.3v）/20ma=85 故本設計電路中選擇85*2=1701802. 電路原理圖在秒計數(shù)器的前面加兩個，采用兩只發(fā)光二極管的串聯(lián)，并加上180的限流電阻，共陽極接高電平，共陰極接到秒脈沖的輸出端，則兩個發(fā)光二極管按1次/秒的速度閃爍；在分計數(shù)器

14、前面加兩只發(fā)光二極管，陽極接高電平并加上180，陰極接低電平，則兩只二極管一支處于點亮狀態(tài)。電路圖5如下所示圖5顯示“：”電路的原理圖2.3.4.譯碼驅動及顯示單元電路設計計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計以8421bcd碼形式輸出，為了將計數(shù)器輸出的8421bcd碼顯示出來，需用顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，一般這種譯碼器通常稱為7段譯碼顯示驅動器。常用的7段譯碼顯示驅動器有74ls48，cd4511等1） 數(shù)碼管簡介數(shù)碼管是由八只發(fā)光二極管組成（其中一只顯示小數(shù)點）。工作時，要求發(fā)光二極管的公共陰極接地。當某一發(fā)光二極管陽極加上高電平時，相應的發(fā)光二極

15、管導通，這一段（或點）就會發(fā)光。若要顯示十進制數(shù)的十個數(shù)碼09，只要在相應的字段陽極上加上高電平即可。例如，要顯示5時，則應在a,c,d,f,g各段陽極上加上高電平。為限制個發(fā)光二極管的電流，可在它們的公共陰極上串聯(lián)一只300左右的限流電阻。2）cd4511芯片簡介cd4511是一個用于驅動共陰極 led （數(shù)碼管）顯示器的 bcd 碼七段碼譯碼器，可直接驅動led顯示器。cd4511的里面有上拉電阻，可直接或者接一個電阻與七段數(shù)碼管接口。其詳細參數(shù)請查看相關的數(shù)據(jù)手冊，不再贅述，其引腳圖見附錄2。cd4511也是一種bcd-7段顯示譯碼器，它屬于cmos器件，高電平輸出電流可達25ma。該器

16、件用于驅動共陰極7段led數(shù)碼管。3）限流電阻的選擇，數(shù)碼管點亮的電流值一般為3ma左右，正常工作電流范圍為310ma，超過10ma的話會燒壞數(shù)碼管。一般情況下紅色的發(fā)光二極管點亮是的壓降值是1.7v，故限流電阻的大小為 在本設計中需要數(shù)碼管較亮的顯示，選取的電阻4）基本電路圖選用共陰極數(shù)碼管，對于 cd4511 ，它與數(shù)碼管的基本連接方式如下圖6 ：圖6 cd4511與數(shù)碼管的基本連接方式2.3.5 校時單元電路設計當重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進行人工出觸發(fā)計數(shù)或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端，

17、校正好后，再轉入正常計時狀態(tài)即可。?！懊搿睍r，采用等待校時，?！胺帧?、“時”的原理比較簡單，采用加速（校時電路）校時。對校時電路的要求是 :l 在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù) 。l 在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù) 。校正電路如下圖6所示，本校準電路由基本rs觸發(fā)器和“與”非門組成，基本rs觸發(fā)器的功能是產(chǎn)生單脈沖，還起到了防抖動作用。未撥動開關j1時，“與非”門u2b的一個輸入端接地，基本rs觸發(fā)器處于“1”狀態(tài)，這是數(shù)字鐘正常工作，“分”進位脈沖能進入“分”計數(shù)器。撥動開關j1時，“與非”門u6b的一個輸入端接地，于是基本rs觸發(fā)器轉為“0”狀態(tài)。秒狀態(tài)可以直接進入“分”計數(shù)器，而“

18、分”進位脈沖被阻止進入，因而能較快地校準分計數(shù)器的計數(shù)值。校準后，將校正開關恢復原位，數(shù)字鐘繼續(xù)進行正常計時工作。小時的校正同理。圖7 校正電路圖本電路的防抖分析：在按壓按鍵時，由于機械開關的接觸抖動，往往在幾十毫秒內(nèi)電壓會出現(xiàn)多次抖動，相當于連續(xù)出現(xiàn)了幾個脈沖信號。顯然，用這樣的開關產(chǎn)生的信號直接作為電路的驅動信號可能導致電路產(chǎn)生錯誤動作。在本設計中將會出現(xiàn)“亂碼”的狀況。如上圖7所示。s 0， rl，可得出ql， 0。當按壓按鍵時，sl，r0，可得出 q0，1，改變了輸出信號q的狀態(tài)。若由于機械開關的接觸抖動，則r的狀態(tài)會在0和1之間變化多次，若 rl，由于q0，因此u2b門仍然是“有低出

19、高”，不會影響輸出的狀態(tài)。同理，當松開按鍵時， s端出現(xiàn)的接觸抖動亦不會影響輸出的狀態(tài)。因此，圖7所示的電路，開關每按壓一次，q點的輸出信號僅發(fā)生一次變化。2.3.6整點報時的設計一般時鐘都應具備整點報時電路功能，即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi)，數(shù)字鐘會自動報時，以示提醒。其作用方式是發(fā)出連續(xù)的或有節(jié)奏的音頻聲波，較復雜的也可以是實時語音提示。按題目要求，本設計利用一個八輸入與們，當分秒為59分54秒時，控制蜂鳴器響，電路如圖8所示：圖8 整點報時的設計的電路圖1)選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當其兩端加上一個直流電壓時酒會發(fā)出鳴叫聲，兩個輸入端是極性的，其較長引腳應與高電位相連，圖

20、8的三極管時為了驅動蜂鳴器。2)三極管s8050的參數(shù)參見其數(shù)據(jù)手冊，引腳圖見附錄。三級管集電極用22電阻作用是限制電流，基極的1k電阻有三個作用：一是避免從數(shù)字電路中拉電流過大，二是保證基極有足夠的驅動能力，三是避免數(shù)字電路實際不為“0”電平時基極能夠截止。 2.3.7.電源電路的設計1.電路結構及工作原理 直流穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成，其工作原理圖如圖9所示.圖9 直流穩(wěn)壓電源結構圖2. 電路的設計1）lm7805簡介lm7805是最常用到的穩(wěn)壓芯片，它的使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流穩(wěn)壓電源,它的輸出電壓為5v。其詳細參數(shù)請查看相關數(shù)據(jù)手冊，引腳

21、圖參看附錄。2）電路的原理圖設計本設計以全波整流電路作為整流網(wǎng)絡，以極性電容作為濾波網(wǎng)絡，采用固定式三端集成穩(wěn)壓電路lm7805設計制作直流穩(wěn)壓電源。如下圖10所示，圖10 直流穩(wěn)壓電源220v的交流電網(wǎng)電壓u1經(jīng)過變壓器變成整流電路要求的交流電壓u2,其中整流電路是由四個二極管組成的橋式電路。u2經(jīng)過整流電路輸出的恒定直流分量u=0.9u2,然后通過一個電容進行濾波電路中接入電容c2、c3用來實現(xiàn)頻率補償，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾，c4是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的高頻干擾。220v（幅值311v）50hz經(jīng)變壓器，經(jīng)橋堆整流、大電容濾波后分別經(jīng)過

22、集成穩(wěn)壓塊lm7805c作用得到5v的直流輸出。3）電容的選擇理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波?？煽康淖龇ㄊ菍⒁淮笠恍蓚€電容并聯(lián),一般要求相差兩個數(shù)量級以上,以獲得更大的濾波頻段. 容量選擇：（1）大電容,負載越重，吸收電流的能力越強，這個大電容的容量就要越大（2）小電容，憑經(jīng)驗，一般104即可三系統(tǒng)仿真本設計在multisim 10軟件進行仿真。把上述各個部分的組合到一起，注意：仿真過程中設計的秒脈沖不足以觸發(fā)74ls161進行計數(shù)，所以在multisim中用函數(shù)信號發(fā)生器代替555發(fā)生的秒脈沖進行仿真，便可以顯示結果。并且multisim中仿真時間與實際

23、時間的有差別，對電路總體進行仿真時，發(fā)現(xiàn)仿真過程中秒的跳轉要很長時間，跟實際中的1s中差距很大，但是秒計數(shù)脈沖是由1hz的函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，后來了解到這是由于multisim中仿真步進時間設置的關系，仿真時間與實際時間并不是同步的，這并不會影響實際焊接電路后的計數(shù)時間，也就是說實際焊接后秒的跳轉仍然是設定的1s?？偡抡鎴D12所示仿真結果符合實際結果，并達到了設計的基本要求與擴展功能。所以設計方案合理。 圖12 設計總電路圖- 30 -四電路安裝、調試與測試4.1電路安裝焊接 把器件買回來后，先檢測各個器件的好壞，然后再焊接。焊接前注意各個芯片（座子）的布局。合理利用萬用板的空間，一般按照從左到

24、右，從上到下的，的原則。焊接時從按照低到高的原則進行，如可以先從電阻等較低的器件開始，最后焊接數(shù)碼管等較高的器件。在焊接電路時，首先把每一個元件固定在電路板上，充分考慮放置后接線是不是有影響，然后固定元器件。對于集成芯片，還要接電源，接地。根據(jù)每一個芯片的引腳圖，確定輸入和輸出，然后連接。在焊接的過程中，務必做到仔細認真，小心謹慎。不要漏到每一個接點，焊接點與焊接點直接最容易短接，因此在焊接完每一個器件之后必須要用萬用表進行測量，以防短接。（1）芯片的布局不僅要講求美觀更要講求電路連接的方便性。首先選定地線和電源正極線，然后規(guī)劃大體芯片布局，從上到下逐級布局，最上面放置數(shù)碼管與限流電阻，下一排

25、放置cd4511譯碼芯片，第三排放置74ls161計數(shù)器，第四排放置各種與非門。最后根據(jù)電源線的分布以及芯片電源引腳以及其他需要接電源線的引腳進行合理調整，爭取連線最短最少。（2）合理利用萬能版仿真的時候我們可以把很多線連載一個小小的節(jié)點上，但是實際焊萬能板的時候卻不能這樣，因為每個導線或者芯片的引腳都是有一定體積的，焊接之前必須充分考慮到這一點。（3）標記芯片管腳實際上在萬能板上焊接東西是一個比較麻煩的也考驗焊接者耐心的事情，但是我們稍稍對板子做一些優(yōu)化就能簡化我們焊接的過程。比如固定好每塊芯片的管座以后在管腳旁邊標好引腳的標號，這樣能夠幫助我們更加準確的把每根導線焊道它該焊到的地方，同時也

26、減少了我們看電路圖紙的頻率，節(jié)約了時間，減小了錯誤焊接的概率。（4）合理安排焊接順序整個數(shù)字鐘最核心最基礎的部分應當是秒脈沖的產(chǎn)生了。如果秒脈沖發(fā)生器沒有連接號，整個電路就不會有任何結果。所以首選選擇焊接秒脈沖發(fā)生器。之后再按照設計的總體電路圖，從底層開始逐層連接。必須注意的是，焊接時一定要按各個部分分開來焊接，就本設計來說，先焊秒脈沖模塊焊接好之后必須接到示波器上觀察波形。接著焊接秒計數(shù)部分，焊接完后把秒脈沖接到74ls161的脈沖端，接通電源，觀察能否按要求計數(shù)，若有問題及時調試。接下來按同樣的方法焊接分計數(shù)和時計數(shù)，并按同樣的方法測試。最后焊校時和整點報時模塊。電路焊接完成后的實物圖見附

27、錄。4.2電路的調試電路焊接完成并不意味著就會出現(xiàn)正確結果。連接完成通電之后往往還是會出現(xiàn)很多的問題。這時候要首先要從硬件連接上檢查，排查有沒有引腳接錯位置，同時使用萬用表測量是否連接完好。4.2.1數(shù)碼管的調試在數(shù)字電子鐘有用到6個顯示譯碼管。測量好壞是用萬用表，把萬用表打到二極管的檔位，黑表筆接到數(shù)碼的接地端，然后依次把紅表筆接到每一個端的端子處，看是否亮。用到的五個發(fā)光二極管的測試方法也是用同類方法。4.2.2各個部分的調試。必須嚴格按照數(shù)據(jù)手冊上的管腳圖進行接線。為避免混淆，在本次焊接線過程中，我先接各個器件的高電平（紅線），然后接地線（黑線），再接各個端子這樣不容易出錯。在電路安裝環(huán)

28、節(jié)由于是焊接一部分調試一部分，故本環(huán)節(jié)應與上一環(huán)節(jié)同步進行。1） 脈沖部分調試這部分接完后接到示波器上發(fā)現(xiàn)沒有任何波形，檢查幾次線路沒有問題，最后發(fā)現(xiàn)原來根本沒有把芯片查到底座上。2）計數(shù)電路部分（1）秒計數(shù)電路部分這部分是整塊電路的第一部分，剛接完線后，接入信號發(fā)生器，結果發(fā)現(xiàn)根本不計數(shù)，經(jīng)檢查cd4511的,三個端子沒有接，接上之后開始計數(shù)但發(fā)現(xiàn)不能計滿六十，有時也會出現(xiàn)亂碼的情況，經(jīng)過檢查，分析把74ls161的a,b,c,d接反了，還有在兩根線的接觸點沒有焊接好。解決上述問題后順利得到了結果即：秒計數(shù)器的個位能準確以十進制形式計數(shù)；秒計數(shù)器的十位也能準確以六進制的形式計數(shù)。當秒計數(shù)器的

29、個位計數(shù)到9后自動向秒計數(shù)器的十位計數(shù)。（2）分計數(shù)電路部分這部分的調試電路與秒計數(shù)器的電路一樣，在調試中不同的是秒計數(shù)電路的個位計數(shù)器74ls161的2腳接入秒計數(shù)十位的清零1腳，而分計數(shù)電路的個位計數(shù)器74ls161的2腳本該接校時電路，但是由于校時電路作為最后調試的電路， 所以在調試中74ls161的2腳直接與秒計數(shù)十位的清零1腳相連。有了接秒計數(shù)的經(jīng)驗這部分接完后沒有問題，計數(shù)正常。（3）小時計數(shù)部分這部分電路較復雜，在第一次焊接完成后的調試顯示中，發(fā)現(xiàn)小時的十位沒有變化，經(jīng)過分析、檢查發(fā)現(xiàn)把非門的輸入輸出接反了。對于調試的結果是：這部分的結果與秒計數(shù)電路部分的結果一樣。3）校時電路部

30、分在整個電路的設計中，需要用到兩個校時電路，兩個校時電路的功能相同。這部分在本次焊接電路中是我調試時間最長的一部分。剛開始接的是點觸式開關，最后經(jīng)過查資料分析，換成了鎖存式開關，最后調試正確。調試的結果是：當開關斷開時，分計數(shù)電路，小時計數(shù)電路正常計數(shù)，當開關閉合時，校時電路進行校時。4）整點報時部分這部分在買器件時沒有7輸入的與門只好買成了八輸入的與非門而在接線時忘了這一點，沒有接非門導致報時電路的二極管和蜂鳴器都不正常，最后檢查出來后在59:54時蜂鳴器開始響起，發(fā)光二極管被點亮。4.2.3總電路的調試由于本電路布線較為復雜，調試過程一定注意小心線路不要被拉斷。接上5v電源后開始計數(shù)，觀察

31、秒脈沖是否有變快，若變快適當調節(jié)滑動變阻器。通過按校時開關看校時是否正常，當校時到59:54看發(fā)光二級管是否被點亮，蜂鳴器能否發(fā)出聲音。4.3 電路測試4.3.1功能測試經(jīng)測試能實現(xiàn)計時，校時，整點報時等功能4.3.2性能測試1）與實際的60秒相對應，觀察本時鐘的準確性。經(jīng)測試基本與標準的60一致2）通過校時核對能否校時，并在校時中注意校時按鈕是否有防抖功能。經(jīng)測試能夠校時且具有防抖效果。五、結論經(jīng)測試之后，電路可以實現(xiàn)設計要求，可以實現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能，比如計數(shù)，如圖，同時多功能模塊校時功能和報時功能都可以使用，如圖24。基于仿真結果以及焊接線路的通電的結果，可以認定，此次多功能數(shù)字鐘的設計

32、是成功的。六、參考文獻1康華光 電子技術基礎-模擬部分（第五版）m 北京：高等教育出版社，2005，72康華光 電子技術基礎-數(shù)字部分（第四版）m 北京：高等教育出版社，1998，73閻 石 數(shù)字電子技術m 北京：高等教育出版社，2000，54楊文霞等 數(shù)字邏輯電路m 北京：科學出版社，2007,35袁桂慈 電工電子技術實踐教程m 北京：機械工業(yè)出版社，2007,66王冠華 multisim10電路設計及應用m 北京：國防工業(yè)出版社，2008,66互聯(lián)網(wǎng) 等七、總結及體會說長不長，說短也短的三周就這樣結束了，看著自己設計出來的結果心里有種說不出來的高興。通過本次設計與制作，無論是從獲得的知識，

33、學習的方法，社會的體驗，還是做人的道理等各個方面來說，這都給我們上了深深的一課。現(xiàn)就結合我個人的體會對此做一下總結：從一頁紙上的方框圖到最后焊接出來的電路板中間有太多太多的過程。 當拿到課程設計題目的時候，第一步要根據(jù)設計要求，思考原理以及實現(xiàn)方案。第二步將整體的設計分成各個子模塊，然后一個模塊一個模塊的進行設計，最后將各個子模塊整合在一起進行整體仿真。第三步要根據(jù)自己所選定的方案確定選用那些元器件，然后查閱相應芯片的資料，掌握其引腳分布以及用法。整個仿真過程中必須仔細認真，而且要有足夠的耐心，不厭其煩的進行測量校正修改。直到得到預想的結果。焊接過程中，要嚴格根據(jù)自己的仿真圖逐層逐步的進行，防

34、止出現(xiàn)漏焊或者焊接混亂的現(xiàn)象發(fā)生。第一步要對整體的布局做規(guī)劃，不僅要美觀，更要方便焊接。第二步，焊接過程中必須小心謹慎，在講求美觀的同時，更要保證焊接點可靠。第三步便是調試過程了，調試過程中出現(xiàn)的問題，要從原理分析找出問題的大概位置，然后對電路連接進行仔細檢查。整個制作過程都是輕松愉快的也是痛苦的。同時在焊接過程中比較仔細認真所以出現(xiàn)的問題不多，每次出現(xiàn)了問題也都是很認真仔細的去排查，最終將整個數(shù)字鐘的設計基本完成。在以后的相關設計制作中，必須更加仔細認真嚴謹?shù)娜Υ?。?jīng)過這段時間的課程設計，我學到了許多東西，對課本上的內(nèi)容的理解加深了印象，還記得在考模電的那種糾結，為了背會直流穩(wěn)壓電源各部分

35、作用而絞盡腦汁，最后還是沒有記住，而這次通過設計一個簡單的直流穩(wěn)壓電源就對這部分內(nèi)容記得如此清楚，書上只是大概提到的東西沒想到再設計也是如此的重要還有數(shù)555定時器的應用、數(shù)碼管的限流電阻的大小、開關電路的防抖設計等在本次設計學會了一種學習的態(tài)度：嚴謹！什么東西都有一個為什么，當老師問道為什么要在數(shù)碼上加那么大的電阻時，根本就不知道為什么，為什么要選擇這種設計方法是也是無從回答，只是對各種參考書的設計照貓畫虎的搬過來，太多的依賴仿真軟件而不去思考當然這些為什么基本上都被我一個一個的解決，這就是我的另一個收獲，不僅僅是做課程設計，無論是做什么研究，都必須要有一種認真嚴謹?shù)膶W習態(tài)度。為了“逼”自己

36、，使自己獨立完成這次設計而選擇了一個人一個組，或許這樣沒有收獲團隊“合作”的的快樂，但是我還是證明了只要自己愿意花心思去研究一個東西，什么問題還是可以解決的。但是本次設計還是有很多遺憾由于一個人的精力時間有限擴展功能不是做的很完善。另外，eda軟件multisim10的是要、microsoft office word的排版也得到了熟練應用。以上即為我們這三周以來的總結和體會，請老師指正。體會之余想提兩個小建議：（1） 在學完相關課程后應該安排一個小的課程設計如模電，等到這些課程學完后在安排這樣的綜合訓練。（2） 以后應多安排這樣的訓練，這比考試我們收獲的東西多得多。附錄：1.器件清單序號名稱元件型號備注數(shù)量1數(shù)碼管bs201共陰62十六進制計數(shù)器74ls16163譯碼器cd451164二輸入與非門74ls0035八輸入與非門74ls3016兩輸入或門74ls3217兩輸入與門74ls0818非門74ls0419555定時器ne555110開關311電阻30047k1802002249235112可變電阻2k113發(fā)光二極管紅514瓷片電容0.01uf115點解電容10uf116三極管s805017蜂鳴器118 芯片插槽dip8/dip14 /dip161/7/1219萬用