整點(diǎn)報(bào)時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電子電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 整點(diǎn)報(bào)時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 姓 名： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 完成時(shí)間： 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)字鐘一種用數(shù)字顯示分，秒，時(shí)的即使裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走勢(shì)準(zhǔn)確，顯示直觀，無需機(jī)械傳動(dòng)等有點(diǎn)。因而得到了廣泛的應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)要求以中規(guī)模集成電路為主，利用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。通過本次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)字短路綜合應(yīng)用能力，掌握數(shù)字電路的設(shè)計(jì)技巧，增強(qiáng)實(shí)踐能力，以及熟練掌握數(shù)字鐘的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，組裝，調(diào)試及故障排除的方法。2設(shè)計(jì)要求數(shù)字鐘采用數(shù)碼管顯示。顯示范圍0時(shí)0分00秒23時(shí)59分59秒。有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及單

2、獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；電路具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，報(bào)時(shí)聲響為四低一高，最后一響正好為整點(diǎn)，并且要求走時(shí)準(zhǔn)確。畫出電路原理圖。選擇元器件及參數(shù)，列出有相關(guān)元器件的清單。自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。編寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程附上有關(guān)資料和圖紙，心得體會(huì)。二、總體概要設(shè)計(jì)三、單元模塊電路設(shè)計(jì)分析1時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生模塊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生模塊是構(gòu)成數(shù)字式時(shí)鐘的核心，它產(chǎn)生一個(gè)矩形波時(shí)間基準(zhǔn)源信號(hào)，其穩(wěn)定性和頻率精確度決定了計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度，振蕩頻率越高，計(jì)時(shí)精度也就越高。分頻器采用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，以得到1s的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1HZ的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)

3、振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。計(jì)數(shù)器可用多種方法來構(gòu)成。圖一 分頻電路2時(shí)間技術(shù)模塊時(shí)間技術(shù)模塊有時(shí)計(jì)數(shù)，分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個(gè)部分。時(shí)計(jì)數(shù)模塊一般為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式：分計(jì)時(shí)和秒計(jì)數(shù)模塊一般為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。圖二 秒60進(jìn)制計(jì)數(shù)器秒十位計(jì)數(shù)單元為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。7490的清零端有兩個(gè)，分別為，它們同時(shí)為高點(diǎn)平時(shí)有效，所以可將Q1,Q2分別接到R0(1),R0(2)將10進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其中Q2可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的CKA相連。分個(gè)位

4、和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)單元基本相同，也是分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的Q3作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的CKA相連。不同的是，分個(gè)位單元的Q3，Q0和分十位計(jì)數(shù)單元的Q2，Q0相與后作為向上的進(jìn)位信號(hào)。這是為了在分校時(shí)時(shí)不向小時(shí)進(jìn)位，在校時(shí)部分還會(huì)提到。圖三 時(shí)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器3校時(shí)模塊當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后在進(jìn)行人工觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)該具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)該截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，

5、并采用正常的計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中，而且在校正分鐘時(shí)應(yīng)截?cái)喾窒驎r(shí)的進(jìn)位信號(hào)，以避免在校分的時(shí)候影響小時(shí)的狀態(tài)，從而引起對(duì)小時(shí)不必要的重新校正。圖四 校時(shí)電路該電路采用23/22輸入端雙與或非門和其他輔助器件構(gòu)成，用2HZ脈沖信號(hào)作為校正信號(hào)在沒有按下校正按鈕時(shí)，封鎖2HZ校正信號(hào)，選通秒向分和分向時(shí)的進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)按下時(shí)按鈕，進(jìn)位信號(hào)被封鎖，調(diào)整信號(hào)被選通，如果一直按著按鈕，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。圖五 時(shí)效去抖電路4整點(diǎn)報(bào)時(shí) 一般時(shí)鐘都應(yīng)具備整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路功能，即在時(shí)間出現(xiàn)整點(diǎn)前數(shù)秒內(nèi)，數(shù)字時(shí)鐘會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí)，以示提醒。其作用方式是發(fā)出連續(xù)的或有節(jié)奏的聲頻，較復(fù)雜的也可以是實(shí)時(shí)語音提

6、示。根據(jù)要求，電路應(yīng)在整點(diǎn)前5秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分55秒到59分59秒器件時(shí)，報(bào)時(shí)電路給報(bào)時(shí)控制信號(hào)。圖六 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路中蜂鳴器發(fā)出聲音的條件是時(shí)間在59分55秒到59分59秒期間，55到58秒每一秒一次低音，59秒時(shí)為一次高音。而在這段時(shí)間內(nèi)，分不變，秒的十位也不變，因此可作為一個(gè)選通信號(hào)。圖七 邏輯門構(gòu)成的整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路還有一種實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的方案，其基本思路如下：當(dāng)時(shí)間在59分55秒時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)是使Rs觸發(fā)器置“1”，蜂鳴器開始發(fā)出低音，當(dāng)時(shí)間在59分59秒時(shí)。再產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)時(shí)使另一個(gè)Rs觸發(fā)器置“1”，蜂鳴器開始發(fā)出高音，同時(shí)清零第一個(gè)Rs觸發(fā)器，過后關(guān)

7、閉蜂鳴器。種種用法在鬧鈴延時(shí)模塊用到，這里不給出具體的實(shí)現(xiàn)方案的電路。5顯示選擇模塊LED顯示器不要要顯示時(shí)間，設(shè)置鬧鈴的時(shí)候還要顯示鬧鈴，所以顯示是選擇顯示，需要顯示選擇模塊。該模塊可用二選一數(shù)據(jù)選擇器！圖八 顯示選擇模塊圖九顯示選擇模塊6比較模塊鬧鈴要響的充要條件是時(shí)間與鬧鈴時(shí)間相同，要知道時(shí)間與鬧鈴時(shí)間是否相同，就需要一個(gè)比較模塊來比較它們，所以鬧響的關(guān)鍵是比較模塊。圖十 比較電路該電路由四片四位比較器74LS85組成，分別對(duì)鬧鈴和時(shí)鐘的時(shí)和分的個(gè)位和十位進(jìn)行比較，當(dāng)它們都相等時(shí)，四塊7485的Q輸出均為高電平，這時(shí)比較相等信號(hào)為高，可用來驅(qū)動(dòng)鬧響延時(shí)電路。該電路中的四個(gè)輸入與非門如果用

8、另一片7485代替，便可以得到時(shí)鐘時(shí)間與鬧鈴時(shí)間的大小，但在本設(shè)計(jì)中，無需該信號(hào)，所以直接用7421就可以啦。圖十一 鬧響延時(shí)模塊由圖可知，該電路采用了兩片74LS90構(gòu)成了一個(gè)30進(jìn)制計(jì)數(shù)器，用秒向分的進(jìn)位信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即每分鐘計(jì)數(shù)一次，計(jì)數(shù)到30時(shí)計(jì)數(shù)器清零。D觸發(fā)器的輸入端D接Q非，構(gòu)成T觸發(fā)器，輸出Q在其時(shí)鐘信號(hào)的上升沿發(fā)生翻轉(zhuǎn)。四、組裝調(diào)試1使用的主要儀器及儀表萬用表一塊5v電源一個(gè)2調(diào)試電路的方法和技巧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模〉脻M意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不僅取決于電路原理的測(cè)試方法的正確性，而且還與電路安裝的合理性緊密相關(guān)。本設(shè)計(jì)選擇在調(diào)試上，由于使用時(shí)，可將元器件簡單的在插件電路

9、板上插入或拔出，可快速的改變電路布局，元器件可長期重復(fù)使用。安裝與調(diào)試過程應(yīng)按照先局部后整機(jī)的原則，根據(jù)信號(hào)的流向逐塊調(diào)試，使功能塊都要達(dá)到各自技術(shù)指標(biāo)的要求，然后把它們連接起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)和系統(tǒng)測(cè)試。調(diào)試包括調(diào)整與測(cè)試兩部分，調(diào)整主要是調(diào)節(jié)電路中可變?cè)骷蚋鼡Q器件，使之達(dá)到性能的改善。在裝配前必須對(duì)元器件進(jìn)行性能參數(shù)測(cè)試，測(cè)試完后在安裝。要熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤的所在并及時(shí)糾正。下面有幾種故障排除法：信號(hào)尋跡法對(duì)分發(fā)對(duì)比法代替法靜態(tài)測(cè)試法動(dòng)態(tài)測(cè)試法3調(diào)試中出現(xiàn)的故障，原因及排除方法經(jīng)過幾天的認(rèn)真設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試，一個(gè)完整的數(shù)字時(shí)鐘方案順利產(chǎn)生了，為了

10、驗(yàn)證自己的方案是否可行，開始了電路的安裝與調(diào)試。拿到元器件后，對(duì)各元器件進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)碼管不合適，于是進(jìn)行了更換。五、元器件清單電路元器件數(shù)量萬用表一塊鑷子一把電源一個(gè)導(dǎo)線若干蜂鳴器一個(gè)定時(shí)器一個(gè)74LS85芯片四片按鈕開關(guān)一個(gè)歐姆電阻若干六、設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)期望經(jīng)過幾天的日夜奮戰(zhàn)，我成功的完成了老師布置的任務(wù)。我的設(shè)計(jì)能完成一下功能：走勢(shì)準(zhǔn)確：采用數(shù)碼管顯示，能顯示0時(shí)0分00秒23時(shí)59分59秒；具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；電路具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，報(bào)時(shí)在59分55秒開始，聲響為四低一高，最后一響正好為整點(diǎn)；電路還具有設(shè)計(jì)要求以外的鬧鈴功能，可以方便的

11、設(shè)置鬧鈴時(shí)間，鬧響后可以手動(dòng)關(guān)閉，在沒人的情況下，最多鬧30分鐘；由于在課程設(shè)計(jì)期間還有考試，時(shí)間有限，不能做的更好，但總的來說這次課程設(shè)計(jì)是很成功的，我從中學(xué)到了不少的東西。七、收獲和體會(huì)在此次的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)過程中，我更進(jìn)一步的熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。在連接六進(jìn)制，十進(jìn)制，六十進(jìn)制的進(jìn)位及十二進(jìn)制的接法中，要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確的找出錯(cuò)誤所在并計(jì)時(shí)糾正。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步學(xué)習(xí)了電子電路的設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了自學(xué)能力和分析解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了獨(dú)立思考，認(rèn)真踏實(shí)的工作習(xí)慣，同時(shí)還鞏固了常用的軟件和儀器儀表的使用，總之，這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，學(xué)到了很多東西。這次課程設(shè)計(jì)的方案基本上是我獨(dú)立完成的，在原思路和方案的選擇上肯定存在很多不足，還需要老師和同學(xué)的幫助。最后，我還要感謝我的老師和同學(xué)們，在我有問題的時(shí)候計(jì)時(shí)給我做出了解答，給我了很多的幫助，讓我把系統(tǒng)做的更加完善。在此期間。起哦不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了