數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程

1、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作一、設(shè)計(jì)指標(biāo)1. 顯示時(shí)、分、秒。2. 可以24小時(shí)制或12小時(shí)制。3. 具有校時(shí)功能，可以對(duì)小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對(duì)分校時(shí)的時(shí)候，停止分向小時(shí)進(jìn)位。校時(shí)時(shí)鐘源可以手動(dòng)輸入或借用電路中的時(shí)鐘。4. 具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，正點(diǎn)前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。（選做）5. 為了保證計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。二、設(shè)計(jì)要求1. 畫出總體設(shè)計(jì)框圖，以說(shuō)明數(shù)字鐘由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成，標(biāo)出各個(gè)模塊之間互相聯(lián)系，時(shí)鐘信號(hào)傳輸路徑、方向和頻率變化，并以文字對(duì)原理作輔助說(shuō)明。2. 設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明。3. 選擇合適的元器件，并選擇合適的輸入

2、信號(hào)和輸出方式，在面包板上接線驗(yàn)證、調(diào)試各個(gè)功能模塊的電路。在確保電路正確性的同時(shí)，輸入信號(hào)和輸出方式要便于電路的測(cè)試和故障排除。（也可選用Mutisim仿真）4. 在驗(yàn)證各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電路的元器件和布線，進(jìn)行合理布局，進(jìn)行整個(gè)數(shù)字鐘電路的接線調(diào)試。三、制作要求自行在面包板上裝配和調(diào)試電路，能根據(jù)原理、現(xiàn)象和測(cè)量的數(shù)據(jù)檢查和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并加以解決。四、設(shè)計(jì)報(bào)告要求1. 格式要求（見附錄1）2. 內(nèi)容要求 設(shè)計(jì)指標(biāo)。 畫出設(shè)計(jì)的原理框圖，并要求說(shuō)明該框圖的工作過(guò)程及每個(gè)模塊的功能。 列出元器件清單，并畫出管腳分配圖和芯片引腳圖。 畫出各功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明（如2、5進(jìn)制到10

3、進(jìn)制轉(zhuǎn)換，10進(jìn)制到6進(jìn)制轉(zhuǎn)換的原理，個(gè)位到十位的進(jìn)位信號(hào)選擇和變換等）。 畫出總布局接線圖（集成塊按實(shí)際布局位置畫，關(guān)鍵的連接應(yīng)單獨(dú)畫出，計(jì)數(shù)器到譯碼器的數(shù)據(jù)線、譯碼器到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線可以簡(jiǎn)化畫法，但集成塊的引腳須按實(shí)際位置畫，并注明名稱）。 數(shù)字鐘的運(yùn)行結(jié)果和使用說(shuō)明。 設(shè)計(jì)總結(jié)：設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法；設(shè)計(jì)過(guò)程中的心得體會(huì)；對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方式等提出建議。五、儀器與工具1 .直流電源1臺(tái)。2 .四連面包板1塊。3 .數(shù)字示波器（每?jī)扇?臺(tái)）4 .萬(wàn)用表（每班2只）。5 .鐐子1把。6 .線剝鉗1把。7 .斜口鉗1把。8 .螺絲刀2把。六、器件與連線1. 共陽(yáng)八段數(shù)碼管6個(gè)。2.

4、 74LS51集成塊1塊。3. 74LS47集成塊6塊。4. 74LS74集成塊1塊。5. 74LS390集成塊3塊。6. 74LS08集成塊1塊。7. 74LS00集成塊2塊。8. CD4060集成塊1塊。9. 10MQ電阻5個(gè)。10. 470電阻6個(gè)。11. 30P電容2個(gè)。12. 32.768k時(shí)鐘晶體1個(gè)。13. 單股線1米（每人）。七、元器件資料（詳見附錄2）(1)74HC00D(2)74LS08¥口44VI安A3|HT2|HLHSLE>J審；(3)74HC390D(4)74HC51DOUTPUTSOUTPUT(4)如。Oil156QJME).(5)74LS74(6)

5、74LS47口14<lfI3vno:n-i>*-nMHysOUTPUTSioaCLtAACUTPLTCD4060BCftgRESET1JtiCD4060LJ-iT|Hi1A譯碼驅(qū)動(dòng)nij譯碼鄲動(dòng)ri洋碼膽動(dòng)譯碼見動(dòng)洋碼驅(qū)動(dòng)一|L時(shí)十位計(jì)數(shù)分個(gè)位計(jì)數(shù)時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)分卜位一計(jì)數(shù)6按分捽制電路秒卜位計(jì)數(shù)分顆揩 電路7_-i°t-，1=，Lr*r»r.-t-1*i.i:京二二二二.一32768Hx晶體蔻11_分頻器器海避舉路九、各功能模塊電路（仿真詳見附錄3）4060構(gòu)成脈沖發(fā)生及分頻電路5V16874LS47NQ qPAVCC OA OB OCOD OE OFOG015-

6、O oco13 醛11LT RBI BI/RBO GND71263574LS47仿真電路AAAr100|?0.5%74LS47構(gòu)成譯碼驅(qū)動(dòng)電路VCC5V100?R10.5%U1U3AV1i20Hzm/1INA1QA>1INB1QB1QC1QD1CLR2xo-403-7-5-1-627-6-ABCDVCC平74HC390N6V8LTRBIBI/RBOGNDOAOBOCODOEOFOG。130120110100901501474LS47N74390構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器U4AU4B74LS00D74LS00DU3A-J3-J7-5JL二-6上7.J1INA1INB1QA1QB1QC1QDABCD1

7、CLR20Hz5V74HC390N6VJ3Ol5.0_40VCCU1LTRBIBI/RBOGND5VVCCOAOBOCODOEOFOG74LS47N16321054I100a0.5%74390勾成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器VCC74LS47N5VU3AU1V121CLRHz20C5V-1>O>1INA-4O>1INB1QA1QB1QC1QD74HC390N6V35677126ABCD3 J-3_C4 .-5-04CLTRBIBI/RBOGNDVCCOAOBOCODOEOFOG口1416口130121174LS47N74390構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器C1-Tk6.2uFU7A°czR3-

8、AAAr1k。0.5%U7BVCC5V74LS00D匚lC：74LS00DU6AU5100|?R2U40.5%囪l-c4>1INA>1INB1QA1QB1QC1QD356771261CLRV120O1HZ5VVCC5V74HC390N6VU3A74HC390N6VR1-A/WlOMohmR2lOMohmR3548ABCDLTRBIBI/RBOGND分沖耨正電路分嬸正時(shí)施定小時(shí)信號(hào)給人ABCDLTRBIBI/RBOGNDVCCOAOBOCODOEOFOG74LS47NVCC5VVCCOAOBOCODOEOFOG74LS47N16_1374390構(gòu)成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器正常修入信號(hào)校正信號(hào)

9、102Ch-U1A74HCOOD74JHCODD74.HC51D103I口1L>S-674HCD0D74SHCODDme正堂儒入信號(hào)口U3AlOMohm74H1C00DFroiect1校時(shí)電路（分校時(shí)時(shí)，不會(huì)進(jìn)位到小時(shí)）十、總設(shè)計(jì)電路圖（見附錄4）十一、注意事項(xiàng)1. 要求學(xué)生根據(jù)原理和芯片引腳圖，分功能設(shè)計(jì)原理圖，并根據(jù)接線順序分步驟驗(yàn)證。2. 容易出現(xiàn)故障為接觸不良。a） 集成塊引腳方向預(yù)先彎好對(duì)準(zhǔn)面包板的金屬孔，再小心插入。b） 導(dǎo)線的剝線長(zhǎng)度與面包板的厚度相適應(yīng)（比板的厚度稍短）。c） 導(dǎo)線的裸線部分不要露在板的上面，以防短路。d） 導(dǎo)線要插入金屬孔中央。3. 按照原理圖接線時(shí)首先

10、確?？煽康碾娫春徒拥亍?. 注意芯片的控制引腳必須正確接好。5. 檢查故障時(shí)除測(cè)試輸入、輸出信號(hào)外，要注意電源、接地和控制引腳。6. 要注意芯片引腳上的信號(hào)與面包板上插座上信號(hào)是否一致（集成塊引腳與面包板常接觸不良）。7. 為了便于測(cè)試，可將2Hz信號(hào)直接輸入到各級(jí)計(jì)數(shù)器。8. 接校時(shí)電路時(shí)可接模擬信號(hào)輸入（如1Hz和2Hz）測(cè)試輸出信號(hào)的切換正確后，再將秒進(jìn)位和分進(jìn)位信號(hào)接到校時(shí)電路，再接校時(shí)電路輸出到分計(jì)數(shù)器和時(shí)計(jì)數(shù)器。從較時(shí)電路接入信號(hào)時(shí)，必須將原進(jìn)位信號(hào)拔掉。十二、設(shè)計(jì)日程安排3月7日（06級(jí)4、5班）/3月14日（06級(jí)6、7班）：1. 分發(fā)儀器、工具、器件。2. 講解總體設(shè)計(jì)的過(guò)程

11、，明確數(shù)字鐘實(shí)現(xiàn)的功能，由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成，各個(gè)模塊之間互相聯(lián)系，時(shí)鐘信號(hào)傳輸路徑、方向和頻率變化。3. 講解面包板的結(jié)構(gòu)和使用方法，連接導(dǎo)線的要點(diǎn)，包括導(dǎo)線剝線頭、插線方法、要求，檢查面包板，如面包板中的導(dǎo)電銅片變形或移位，更換導(dǎo)電銅片。4. 七段數(shù)碼引腳排列測(cè)試，驗(yàn)證每段顯示為一個(gè)發(fā)光二極管，同時(shí)完成對(duì)每個(gè)數(shù)碼管的檢查。5. 分功能講解各個(gè)模塊功能實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)，搭建實(shí)際電路一個(gè)個(gè)驗(yàn)證（在接線時(shí)注意合理布線和接線的可靠性），或選用Multisim軟件仿真驗(yàn)證。(1) 數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動(dòng)電路接線、測(cè)試、譯碼器控制功能測(cè)試（手工輸入測(cè)試電平）。除了進(jìn)一步熟悉原理外，主要練習(xí)接線合理布局

12、，走線整齊、美觀，用手指觸動(dòng)導(dǎo)線時(shí)也能正常工作?？梢造o態(tài)顯示學(xué)號(hào)的后幾位。然選一個(gè)可正常工作的譯碼、顯示電路，分別測(cè)試譯碼器的3個(gè)控制引腳的作用。(2) 晶體震蕩電路接線、測(cè)試（用示波器測(cè)量4060輸入時(shí)鐘，每一路分頻輸出的頻率）。(3) 5進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線，輸入用4060的2Hz，輸出用數(shù)碼管顯示。(4) 10進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試。(5) 6進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試(在10進(jìn)制基礎(chǔ)上改)。(6) 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試。(7) 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器、測(cè)試(在60進(jìn)制基礎(chǔ)上改)。(8) 校時(shí)電路接線，用示波器觀察電路的信號(hào)選擇功能。5. 在熟悉各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)總體框圖的理解，設(shè)計(jì)總接線圖。3月

13、7日(06級(jí)4、5班)/3月15日(06級(jí)6、7班)：6. 根據(jù)總接線圖各種元器件數(shù)量、連線，在面包板上確定所有元器件布局。7. 按以下順序接線：晶體震蕩、秒電路、分電路、時(shí)電路。8. 如時(shí)間允許加接校時(shí)電路和報(bào)時(shí)電路(整點(diǎn)報(bào)時(shí))。9. 寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。(1) 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。(2) 總體框圖設(shè)計(jì)。(3) 功能模塊設(shè)計(jì)(對(duì)所用元器件使用作一些說(shuō)明)。(4) 總電路圖設(shè)計(jì)。(5) 訓(xùn)練總結(jié)：遇到的問(wèn)題和解決辦法、體會(huì)、意見、建議等。U22AVCC5VR82009oqR2-Ils?5VOOOOOOOVCC5VOOOOOOOVCC5V74LS08DOOOOOOO74LS47NABCDORR/IB艮IQQQQ74LS47NITRABCDORR/IBU874LS47NABCD!ORR/IBRRU913A74LS390NA4LS390NNNRU22B74LS08DU13B3567U14A73QQQQ215A4LS390NNNRCC6V17