簡易數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)說明書.

1、課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：題目：學(xué)院：專業(yè)：年級：學(xué)生：學(xué)號：指導(dǎo)教師：完成日期:電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 簡易數(shù)字電子鐘 電氣信息學(xué)院 電氣工程與自動化2007 級2009年7月4日簡易數(shù)字電子鐘摘要：數(shù)字電子鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭 以及辦公室等公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。隨 著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求越來越高。高精度的計(jì)時(shí)工 具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘、石晶表、石英鐘都采用了石英 技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，同時(shí)，它還用 于計(jì)時(shí)、自動報(bào)時(shí)及自動控制等各個領(lǐng)域。數(shù)字式電子鐘用

2、集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯 碼代替機(jī)械式傳動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤 差，它具有時(shí)、分、秒、顯示時(shí)間，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對，整點(diǎn)報(bào)時(shí)等功 能。本系統(tǒng)由晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、LED顯示器以及校時(shí)電路和整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成，采用了 CMOS系列中小規(guī)模集成芯片?？傮w方案設(shè)計(jì)由主體電 路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴(kuò)展電路完 成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。進(jìn)行了各單元設(shè)計(jì)，總體調(diào)試。關(guān)鍵詞：晶體振蕩器；計(jì)數(shù)器；LED顯示器。Abstract： The digital clock has become people's daily life

3、 in the necessity of the essential to have, useding for etc. of personal family and offices public place exte nsively, give the people's life, study, work, amuse to bring the treme ndous convenien ce. Along with scie nee tech ni cal develop continu ously, the people are more and more high to the

4、 accuracy request that time calculate. Tool when high accuracy account the majorities all used silicon crystal oscillator, the electric clock, stone Crystal form, quartz clockses all adopted the quartz tech niq ue, so walk the accuracy is high, stability good, usage convenien ce, do not n eed to usu

5、ally adjust the school, at the same time, when it still used for account, tell the time automatically and automatic control etc. each realm. The nu merical type electric clock acco unts with the in tegrated circuitalways,tra nslate the code to replace the machi ne type to spread to move, replac to p

6、oint the needle manifestation to then show time with the display of LED, while letti ng up to acco unt error marg in, whe n it have, cent, sec ond, the man ifestatio n time, can also carry on and divide of check, a little bit whole tell the time to wait the function. The system is made up by silicon

7、 crystal oscillato, frequency divider, number counter, decipherer, LED indicator and calibrated circuit and utilizes the mediumsized and smal sized integruted chip of CMOS series The design for the overa1l project is composed of two parts the main circuit and the expanded circuit The main circuit ca

8、rries on the basic function of the digital electronic clock and the expanded circuit carries on the expanded function of it Each unit is designed and the overa1l adjustme nt is performedKeywords: silicon crystal oscillator ； number counter; LED indicator .西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1.21.2.11.2.21.31.4方案一方案-二 總體方案設(shè)計(jì)

9、方案論證與選擇各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)51.4.11.4.21.4.31.4.4 60Hz信號產(chǎn)生電路 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路定時(shí)鬧鐘電路誤報(bào)時(shí)控制電路8LM8364 簡介9LM8364內(nèi)部電路框圖9LM8364的功能1單元模塊設(shè)計(jì)51.5特殊器件的介紹91.5.1 1.5.2 1.5.32原理圖與PCB板設(shè)計(jì)132.1 Protel DXP 簡介 132.2原理圖的設(shè)計(jì)1：2.3 PCB板的設(shè)計(jì)133系統(tǒng)調(diào)試164總結(jié)與討論175謝辭（致謝）196參考文獻(xiàn)20附錄.21西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書III1前言隨著社會的進(jìn)步，信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品的技術(shù)含量也越 來越來高，數(shù)字電子技術(shù)的掌握和

10、發(fā)展是對新知識新技術(shù)接軌的一種直接途徑； 再加上定時(shí)器部分自動設(shè)置的結(jié)合可以說這也是一個現(xiàn)代化產(chǎn)品。雖然現(xiàn)在它的 技術(shù)含量并不高，但我相信通過努力創(chuàng)新和不斷的改進(jìn)與改裝，也將會成為一種 實(shí)用性強(qiáng)、水平高的產(chǎn)品?？梢灾篮喴讛?shù)字電子鐘這是以社會生活相接軌 的課題，因此它會得到社會的認(rèn)可和使用。1.1設(shè)計(jì)背景由于我門學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)等課程，另外還做過模擬、數(shù)字電子技術(shù)等實(shí)踐訓(xùn) 練。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以根據(jù)自己掌握的數(shù)字電路知識，再結(jié)合其他專業(yè)課 知識，我選擇了簡易數(shù)字電子鐘這個題目。在制作這個電路的基礎(chǔ)上可以看 出自己對數(shù)字電路及其它專業(yè)課的掌握程度，因而很適合電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的題 目要求。再

11、者數(shù)字電子鐘在我們的實(shí)際生活中經(jīng)常見到，它的精度、穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過了機(jī)械鐘表，因此得到了廣泛的使用。第1頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書總體方案設(shè)計(jì) 通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識，我知道數(shù)字 電子鐘一般由六個部分組成，其中振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)的秒信號發(fā)生器，由 不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。秒信號送入計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì) 數(shù)，把累計(jì)的結(jié)果以 時(shí)” 分” 秒”的十進(jìn)制數(shù)字顯示出來。時(shí)”顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成，分” 秒”顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成。 針對這樣的結(jié)構(gòu)，我主要提出了兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 功能。下面我將首先對這兩種方案的組成框圖

12、和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析 比較它們的特點(diǎn)，然后闡述我最終選擇方案的原因。1.2方案比較1.2.1方案一分析數(shù)字電子鐘的原理，可分為以下幾個模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：60Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器：60Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘 的質(zhì)量。通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得60Hz的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。計(jì)數(shù)譯碼顯示：秒、分、時(shí)分別為六十、六十、二十四進(jìn)制，可以采用同步 或異步中規(guī)模計(jì)數(shù)器完成。譯碼采用4/7譯碼器驅(qū)動共陽極數(shù)碼管。校正電路：由于走時(shí)不準(zhǔn)確而造成顯示的時(shí)間快或慢，就要對表進(jìn)行校準(zhǔn)。這一功能利 用手動單脈沖或連續(xù)脈沖對其進(jìn)行校準(zhǔn)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：當(dāng)數(shù)字鐘顯示5

13、9min變?yōu)镺Omin時(shí)，開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)。定時(shí)定鬧電路：如定開時(shí)間到，則繼電器開觸 點(diǎn)閉合，如定關(guān)時(shí)間到，貝U繼電器常開觸點(diǎn)斷開。其原理框圖如圖所示。振蕩器可采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器，或者石英晶體振蕩 器；分頻器可以采用CD4060通用型集成電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的分頻信號；可以采用 4 片雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS390構(gòu)成8位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用74LS48組成譯碼驅(qū)動 電路。第2頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書LED顯示器MHz恰號產(chǎn)生電時(shí) ft IC樂點(diǎn)報(bào)時(shí)電蹄T"V11i11:11甘恃碼哉t*i*4B| rl點(diǎn)握謝電路1AT1 一 1rwMr丨t r簡易數(shù)字電子鐘方案一框圖1.

14、2.2方案二根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和原理，數(shù)字鐘可用中小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集成電 路制作。數(shù)字鐘專有集成電路有多種，有的沒有定時(shí)功能，有的只有單定時(shí)功能。而本課 題要求具有雙定時(shí)功能，通過查找資料可知，可以選用集成電路LM8364較為合適。其原理框圖如圖所示：簡易數(shù)字電子鐘方案二框圖LM8364除了用做數(shù)字鐘外，還可兼做鐘控定時(shí)器。這種鐘控定時(shí)器具有24h任意時(shí)間開、任意時(shí)間關(guān)、1h定時(shí)輸出等功能，適合家庭某些電器每天一次的自動 控制。數(shù)字鐘由60Hz信號產(chǎn)生電路、時(shí)鐘IC、LED顯示、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、定時(shí) 定鬧電路、控制電第3頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書路等組成。1.3方案論證與選擇數(shù)字鐘可用中

15、小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集成電路制作。若用方案一的 中小規(guī)模集成電路制作，至少需要震蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器等電路，所 用的元器件較多，僅計(jì)數(shù)器就需要好多塊，雖然原理簡單，但所畫出的原理圖比 較復(fù)雜，功能單一。如果用方案二中的LM8364設(shè)計(jì)簡易數(shù)字電子鐘，其電路較為簡單，而且實(shí) 用可靠，走時(shí)準(zhǔn)確，制作容易。如果僅顯示時(shí)間之用，只需振蕩器、時(shí)鐘集成電 路和顯示器就能實(shí)現(xiàn)。因此本課題采用方案二中的時(shí)鐘專用大規(guī)模集成電路來設(shè) 計(jì)制作。第4頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書單元模塊設(shè)計(jì) 本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、 以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會對相關(guān)電

16、路中的參數(shù)計(jì)算、元 器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。1.4各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要分為4個單元模塊，它們分別是：60Hz信號產(chǎn)生電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電 路、定時(shí)鬧鐘電路和誤報(bào)時(shí)控制電路。各單元模塊功能及相關(guān)電路的具體說明如 下。1.4.1 60Hz信號產(chǎn)生電路數(shù)字鐘走時(shí)是否準(zhǔn)確在于60Hz信號的精確度。LM8364的第一腳可外接RC產(chǎn)生 50/60HZ信號，用此方法精度較低。如下圖所示的 3種電路能產(chǎn)生60Hz精密信 號。（a）圖的集成電路為 MM5369 ；（ b）圖用CD4060和與非們CD4012構(gòu)成，用MM5369電路雖然方便，但 CD4060比MM5369更容易買到；（c

17、）圖用 CD4040和反相器組成，CD4040是12級脈動進(jìn)位二進(jìn)制分頻電路，其 12腳Q8 輸出頻率f060.01465201Hz其誤差§ 2.442 X4W本數(shù)字鐘采用（b）圖所示的 電路作為時(shí)鐘信號。9 +VDD8 1rr匚二1 r 13MOUTJJSMHsT IJ TJTVtrin i i« I P15pF60Hz信號產(chǎn)生電路圖（a） 第5頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書60Hz信號產(chǎn)生電路圖（b）60Hz信號產(chǎn)生電路圖（c）60Hz信號產(chǎn)生電路CD4060為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器，其內(nèi)部帶有振蕩器，可外接電阻和電 容構(gòu)成RC振蕩器，也可以通過外接晶體構(gòu)成高精度的振

18、蕩器。CD4060有14級計(jì)數(shù)器，但只引出10個輸出端。CD4060還有一個公共的清零端，只要在清零端 加一個高電平或正脈沖，即可使計(jì)數(shù)器輸出全部為“0電平，并迫使振蕩器停振。CD4060外接32768Hz的晶體和電阻產(chǎn)生32768Hz的振蕩信號，經(jīng)內(nèi)部電路分頻后從13腳輸出64Hz的信號，從CD4060的第3, 2, 1, 5,腳取出Q14(2Hz), Q13 (4Hz), Q12 (8Hz) ,Q10(16Hz)四個信號，使其每半秒封鎖第 2 個與非門G2兩次(即每秒可去掉4個脈沖),從而輸出高第6頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書精度的60Hz信號。其工作波形如下圖所示。關(guān)于精密60Hz信號的產(chǎn)生

19、電路，除了上圖所示的 3種外，還有其他的電路形 式，這里就不一一介紹了。G1輸出16Hz Q8Hz Q4Hz Q2Hz Q1/4S60Hz信號產(chǎn)生原理1.4.2整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路當(dāng)數(shù)字鐘顯示59min變?yōu)镺Omin時(shí)，應(yīng)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。根據(jù)分析，十分位顯示數(shù)字2, 3, 4, 5時(shí)，十分位的g段始終是亮的；十分位顯示數(shù)字 0與1時(shí)，十分位的 g段是滅的。因此十分位的g段由亮變滅只發(fā)生在59min變?yōu)镺min時(shí)，這樣可用 十分位的g段作為整點(diǎn)報(bào)時(shí)的觸發(fā)信號。簡易數(shù)字電子鐘原理圖如后附頁一所示，圖中沒標(biāo)型號的二極管為IN4148，電解電容的耐壓為16V。整點(diǎn)報(bào)時(shí)由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路來控制。當(dāng)十分位的

20、g段由亮變滅時(shí)，經(jīng)微 分限幅后觸發(fā)IC1的第二腳，IC1的第三腳輸出高電平，觸發(fā)音樂片，奏響一手 歌之后停止。由于第3腳的輸出接有光敏電阻，因此白天光敏電阻的阻值小可觸 發(fā)音樂片，夜晚光敏電阻的阻值很大，不能觸發(fā)音樂片。沒有觸發(fā)時(shí)IC1的第二腳電壓大雨VDD/3 （由R1, VD1，R2決定），第3腳輸出低電平。假設(shè)忽略二極管VD1的壓降，根據(jù)IC1的第二腳電壓要求，應(yīng)滿足R1R1 +R2>13第7頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書即：2R1> R2取R2為51KQ，但R1不能取值過大，否則整點(diǎn)將無法觸發(fā)單穩(wěn)態(tài) 電路，這里取R1為 30KQ。R3與C2的取值應(yīng)保證輸出暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間tp小于音樂

21、片一手歌的時(shí)間，這里取R3為30KQ, C2為33卩F/16V的電解電容（因電源為 9V），貝U tp為 tp=1.1R3C2=1.1? 30? 103? 33? 10-6=1.1S音樂片選擇HL9300F，R6選390Q/ 1/4W,光敏電阻選擇暗電阻大雨 10血 的元 器件。1.4.3定時(shí)鬧鐘電路根據(jù)雙定時(shí)功能，如定開時(shí)間到，則繼電器常開觸點(diǎn)閉合，如定關(guān)時(shí)間到，則繼 電器常開觸點(diǎn)斷開。定時(shí)定鬧電路應(yīng)為 RS或JK觸發(fā)器，在整機(jī)電路圖中IC3A 和IC3B構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，C8與R34組成微分電路（它們的取值要根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 來定），從而保證電源接通瞬間或者非門IC3的第1腳為高電平，第3腳輸出

22、低 電平，三極管VT1截止，蜂鳴器不會向，繼電器不會吸合。當(dāng)定開定鬧的時(shí)間到 時(shí)，數(shù)字鐘集成電路LM8364的第42腳輸出輸出高電平，使 RS觸發(fā)器置高電 平，IC3的第3腳輸出高電平，蜂鳴器響，繼電器吸合。當(dāng)定關(guān)時(shí)間到時(shí)， LM8364的第17腳輸出高電平，RS觸發(fā)器復(fù)位，VT1截止，繼電器斷開。倒計(jì)時(shí)：按S5 , LM8364的第15腳輸出高電平，同時(shí)按S3,則調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí) 間，第15腳輸出的高電平使VT1導(dǎo)通，繼電器吸合；當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，第15腳輸出低電平，繼電器斷開。1.4.4誤報(bào)時(shí)控制電路VD11VD15和IC5及或非門是為了防止調(diào)整時(shí)間產(chǎn)生誤報(bào)時(shí)、繼電器誤動作或 始終誤鬧。調(diào)小時(shí)

23、/分鐘、調(diào)定開/定關(guān)時(shí)間、調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間可能會出現(xiàn)十分位的g段由亮變滅的情況。為了防止誤報(bào)時(shí)，調(diào)時(shí)間時(shí)，觸發(fā)IC5構(gòu)成的第二腳，由IC5構(gòu) 成的單穩(wěn)態(tài)電路的輸出反相后使IC1復(fù)位,從而不能觸發(fā)音樂片。調(diào)各種時(shí)間時(shí)可 能經(jīng)過定開/定關(guān)的時(shí)間,為了防止蜂鳴器誤響或繼電器誤動作，調(diào)時(shí)間時(shí)，IC5第三 腳輸出的高電平加到LM8364的第14腳和第16腳,從而保證定開輸出和定關(guān)輸出 為低電平，使VT1截止，保證繼電器不會誤動作，蜂鳴器不響。R32與R9的取值方法與R3與C2相同，此時(shí)暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間約取12min。整點(diǎn)報(bào) 時(shí)第8頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1.5特殊器件的介紹 和定鬧共用一個蜂鳴器，整點(diǎn)報(bào)時(shí)蜂鳴器

24、唱歌，定鬧時(shí)蜂鳴器發(fā) 出蜂鳴聲。本系統(tǒng)中主要使用了如下核心功能器件：LM8364。下面就該器件的功能特點(diǎn)、 主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說明。1.5.1 LM8364 簡介LM8364是日本三洋公司的產(chǎn)品，是采用 PMOS工藝制成的大規(guī)模集成電路，電 源電壓范圍寬（直接驅(qū)動LED顯示，電源為6.516V，驅(qū)動熒光數(shù)碼管顯示，電 源為6.521V）。LM8364的引腳如圖4.1.1所示。LM8364具有如下特點(diǎn)：除實(shí)時(shí)顯示 時(shí)/分”外，還可顯示 月/日”；可按12h或 24h方式工作，12h系統(tǒng)帶有AM/PM顯示；可設(shè)置兩個報(bào)警輸出；有減法計(jì)時(shí)的 定時(shí)功能，最大定時(shí)59min；在出現(xiàn)電源斷電等故障時(shí)

25、可全位 閃爍”顯示。1.5.2 LM8364內(nèi)部電路框圖CR1422413404395386377368359_U山33H321231SO14291528162717261825円24202321221輸出（定開輸出）PMAM輸出1 Hz10小時(shí)b和c24/12f（定開輸入）報(bào)警1g50/60HZ a50/60Hz b dce（定關(guān)輸入）報(bào)警2fgVSSa與d報(bào)警1be報(bào)警2c（定關(guān)輸出）報(bào)警2 f打盹輸入/分gVDDa分c b分d分e 10分LM8364的引腳圖第9頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書LM8364內(nèi)部電路復(fù)雜，由振蕩器、分頻器、加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、驅(qū)動電路等 組成。LM8364內(nèi)部電路方

26、框圖如下圖所示。CR輸厲:M安時(shí)產(chǎn)4、甘H擇壬5C或60I汕址西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書LM8364內(nèi)部電路方框圖1.5.3 LM8364 的功能(1) 1腳CR輸入：1腳輸入RC=150QX 6800pF寸，則產(chǎn)生f0=1600Hz的振 蕩，經(jīng)內(nèi)部32級分頻后得到50Hz的時(shí)鐘信號；1腳輸入RC=130ICX 6800pF寸，則第10頁32 乂仆垸猶汕：*報(bào)警報(bào)警打盹FL時(shí)計(jì)遜抿L'? I ”*計(jì)時(shí)電跑報(bào)比li時(shí)計(jì)欽生f0=1920Hz的振蕩，經(jīng)內(nèi)部32分頻后得到60Hz的時(shí)鐘信號。用50Hz交流電 源時(shí)，工頻50Hz可作為時(shí)鐘輸入。（2）4腳12/24小時(shí)選擇：懸空為12h工作，連接V

27、DD為24小時(shí)（利用AM與 PM及10小時(shí)b/c端。（3）6腳50/60Hz選擇：懸空時(shí)用60Hz工作，連接 VDD時(shí)用50Hz工作。（4） 10腳秒顯示輸入：按S6,分鐘位置顯示秒數(shù)字（如圖431所示功能示意 圖）。（5） 18腳打盹輸入：按S7,顯示 月/日”，且使兩個報(bào)警輸出暫停10分鐘。（6）8腳調(diào)小時(shí)：按S2，可調(diào)小時(shí)。（7）9腳調(diào)分鐘：按S3,可調(diào)分鐘。（8） 5腳定開輸入：按S1，顯示定開時(shí)間，同時(shí)按 S2，可以調(diào)定開時(shí)間的 小 時(shí)”時(shí)間；按S1的同時(shí)按S3,可以調(diào)定開時(shí)間的 分鐘”時(shí)間。（9）11腳定關(guān)輸入：按S4,顯示定關(guān)時(shí)間，同時(shí)按 S3,可以調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間。倒 計(jì)時(shí)時(shí)間可設(shè)

28、置為159min的某一數(shù)值。（10）12腳倒計(jì)時(shí)輸入：按S5,顯示59min,同時(shí)按S3,可以調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 倒計(jì)時(shí)時(shí)間可以設(shè)置為159min的某一數(shù)值。（11） 定開功能：到定開時(shí)間，42腳輸出高電平，此時(shí)若按打盹輸入 S7,則42 腳輸出變?yōu)榈纂娖剑S持10min后又變?yōu)楦唠娖健?2腳輸出的高電平維持59min 后自動變?yōu)榈纂娖?。?dāng)42腳為高電平時(shí)，按報(bào)警1關(guān)閉輸入S8, 42腳變?yōu)榈碗?平。（12） 定關(guān)功能：到定關(guān)時(shí)間，17腳輸出高電平，此時(shí)若按打盹輸入 S7,則17 腳輸出變?yōu)榈纂娖剑S持10min后又變?yōu)楦唠娖健?7腳輸出的高電平維持59min 后自動變?yōu)榈纂娖?。?dāng)17腳為高電平時(shí)

29、，按報(bào)警2關(guān)閉輸入S9, 17腳變?yōu)榈碗?平。（13）計(jì)時(shí)功能：按S5, 15腳輸出高電平，到倒計(jì)時(shí)時(shí)間后，15腳輸出變?yōu)榈?電平。為配合LM8364，應(yīng)采用內(nèi)部為共陰極且為單陰極連接的發(fā)光二極管顯示 屏，共陰單陰LED顯示屏的第一腳為公共陰極。對于其余各腳，可自己測出對 應(yīng)的字段。第11頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9+VDDLM8364功能示意圖LM8364倒定小分定計(jì)開時(shí)鐘關(guān)時(shí)5891112108141619!3第12頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2原理圖與PCB板設(shè)計(jì)2.1 Protel DXP 簡介隨著科技與技術(shù)的發(fā)展，手工制作印制板逐漸被軟件代

30、替了。Protel DXP就取代了在電子行業(yè)的手工印制板，Protel DXP功能具有：電路原理圖的設(shè)計(jì)vSchematic Document,原理圖元件編輯器vShematic Library，印制電路板設(shè)計(jì) 編輯器PCB Document，印制電路板元件圭寸裝編輯器PCB Library，印制板打 印編輯器PCB Printer等等。它是第一個將所有設(shè)計(jì)工具集成于一身，完成電路 原理圖到最終印制電路板設(shè)計(jì)全過程的應(yīng)用型軟件，成為當(dāng)今最為流行的電路設(shè) 計(jì)制版軟件。2.2原理圖的設(shè)計(jì)根據(jù)對單元電路的分析和設(shè)計(jì)，我們可以設(shè)計(jì)出本課題的電路原理圖，因此采用 Protel DXP設(shè)計(jì)軟件我們就可以很

31、方便的畫出電路原理圖。但是在設(shè)計(jì)電路原理 圖之前，必須按照規(guī)范的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握好相關(guān)的原理圖設(shè)計(jì)工具，并設(shè)置好相 關(guān)的參數(shù)，這樣才能方便快捷地設(shè)計(jì)出所需要的原理圖。原理圖如后附錄一所 示。2.3 PCB板的設(shè)計(jì)由于此電路采用單面板制作,所以我們用Prtel DXP工具來設(shè)計(jì)生成PCB板,其設(shè) 計(jì)步驟為：(1) 單擊File/New,新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。(2) 進(jìn)入剛建立的數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行 File'New命令，從選擇原理圖編輯器需(schemati Docume nt)圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)，建立原理圖設(shè)計(jì)文檔。(3) 雙擊文檔圖標(biāo)，進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)編輯器，完成原理圖設(shè)計(jì)。(需加載的:Miscel

32、laneous.lib,路徑 C:program files'Design Exploer 99LibereySch文件夾) 使用Prtel 99的電器規(guī)則，執(zhí)行菜單命令 Tool'ERC對畫好的電路原理圖進(jìn)行電 器規(guī)則檢查。若有錯誤情況進(jìn)行改正。(5)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表可以生成具有元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò) 第13頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書表。(6)執(zhí)行File'New菜單命令，從框中選擇PCB設(shè)計(jì)編輯器(PCB Docume nt)圖標(biāo)，雙擊圖標(biāo)建立 PCB設(shè)計(jì)文檔。(7) 裝入元件圭寸裝庫執(zhí)行菜單命令 DesignAddRenove'Librar

33、y或單擊Browes PCB 選項(xiàng)卡中的按鈕，在 添加/刪除元件庫”對話框中選取所有元件所對應(yīng)的元件封裝 庫I.Miscel laneous.lib,路徑在(C:program files'Design Exploer 99Liberey PCB Gen eric Footpri nts)文件夾。添加后，在該庫中瀏覽到所要的元件封裝，進(jìn)入元件 編輯器，修改封裝；2自己所創(chuàng)建的各個元件封裝庫。路徑在自己的數(shù)據(jù)庫(8) 根據(jù)設(shè)計(jì)的電路確定電路板的尺寸。在K層，執(zhí)行菜命令，繪制電路的邊框。(9) 設(shè)置參數(shù),執(zhí)行菜單Desing'Options，把電路板設(shè)置定義為單面板。設(shè)置布線規(guī)則：

34、，Design'Rules左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)要求，在規(guī)則類(Rules Classos) 中設(shè)置參數(shù)。選擇 Routing Layer，對布線工作層進(jìn)行設(shè)置：左鍵單擊Properties,在 布線工作層面設(shè)置”對話框“Pule Attributes選項(xiàng)中設(shè)置Top Layer為“Nt Used' 設(shè)置 Bottom Layer為 “Any” 選擇 Width Constraint，左鍵單擊 Prperties,對整扳 導(dǎo)線的寬度進(jìn)行設(shè)置。若還需設(shè)置地線和電源的寬度，1地線寬度設(shè)置：左鍵單擊按鈕，進(jìn)入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在 Rule Scope區(qū)域的Filter

35、king選擇框中 選擇Net，然后Net在下拉框中選擇 GND (或)，再在 Rule Attributes區(qū)域?qū)inimum width、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設(shè)置為 2.5個 mm。2.電源線寬的設(shè)置：左鍵單擊 Add按鈕，進(jìn)入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在 Rule Scope區(qū)域的Filter king選擇框中選擇Net，然后在下拉框中選擇 VCC (或 +)，再在 Rule Attributes 區(qū)域?qū)?Minimum width、Maximum width 和 Preferred三 個輸入框的線寬設(shè)置為2.5個mm;(10) 裝入網(wǎng)絡(luò)表執(zhí)行菜單命

36、令，然后在彈出的窗口中單擊按鈕，再在彈的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計(jì)生成的網(wǎng)絡(luò)表文件(礦展名為N)。如果沒有錯誤，單擊若出現(xiàn)錯誤提示，必須改正。若是返回原理圖修改，改好后必須重新創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表再來加載。(11) 元件布局,執(zhí)行菜單命令 ToolsAuto placementAuto placer可以自動布局。布 局關(guān)鍵性的一步，為了使布局更加合理，再進(jìn)行手工調(diào)整，調(diào)整元件的位置和方 向。(12) 行菜單命令A(yù)uto RoutingAII，并在彈出的窗口中單擊 Route all按鈕，程序即 對印制電路板進(jìn)行自動布線.第14頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書(13) 如果對整板布線的結(jié)果不滿意，可執(zhí)行Tools&

37、#39;Un-RouteAII命令，拆除布線,調(diào)整布局偶在布線。如果對某根導(dǎo)線的結(jié)果不滿意，可執(zhí)行命令TooIsU n-Route'Co nection光標(biāo)變?yōu)槭郑瑔螕舨粷M意的導(dǎo)線即可拆除，然后Place'l nteractive routi ng。光標(biāo)變?yōu)槭郑煤驮韴D中布線的相同方法手工繪制 導(dǎo)線。(14) 步線完畢后，即可得到簡易數(shù)字電子鐘的PCB板圖，如后附錄二所示。第15頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書3系統(tǒng)調(diào)試本次課程設(shè)計(jì)利用仿真LM8364Itipul Cue hl x ln p*it Vcn»gvLh1036BALMF4!iRqmI Oulfuji Vei

38、llige g Inpyi V<?IUg«LM43HBALMF4Q 1一一 mm壬1<3rew>iL/L.-f1ZL51338irfsuiTMHiiel output snk Curtefil g VcitAQBLM«3«4BALIUIiF45Rhhs«1 Output smit Cumni vb. Output vollAgwUMM4SJLLMF45；it :z:dHa:nCJssbndlnoftESET QJU帕JWXT昭 m-r- ETHHIm 蛋 mLln口Detector Threshold Voltage vs. Tempe

39、ratureLM8364BALMF4S48s CHOHSUJcrHl444.6-50-250255075AMBIENT TEMPERATURE fC500的典型的性能特性的仿真結(jié)果如下：第 16頁西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書4總結(jié)與討論 本課題使用LM8364核心集成塊，結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)并采用 Protel DXP進(jìn)行原理圖和PCB板的設(shè)計(jì)，完成和實(shí)現(xiàn)了一個運(yùn)用電路基礎(chǔ)分析、模擬 數(shù)字電路、電子電路制作等綜合知識的設(shè)計(jì)目的以及功能要求，完成了時(shí)、分、 秒數(shù)字的準(zhǔn)確顯示同時(shí)兼并了各種定時(shí)的功能，超過了其他傳統(tǒng)的機(jī)械性鐘表， 完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，具有較強(qiáng)的通用和實(shí)用價(jià)值。雖然在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)之初，我已對一個完整課題的設(shè)計(jì)有一定的基礎(chǔ)和了解，但是 在格式和綜合運(yùn)用各方面等方面還存在較大的問題。通過在指導(dǎo)老師等幫助下， 我首先用了一段時(shí)間對數(shù)字電路的知識進(jìn)行了溫習(xí)，然后再根據(jù)以前對ProtelDXP的實(shí)訓(xùn)操作進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，最后對各個需要用到的知識有了一定的掌握和分 析能力。在這之后的一個星期中，我計(jì)劃的安排了設(shè)計(jì)時(shí)間，即此課題的需求分析、總體 設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等步驟，分階段地完成各設(shè)計(jì)任務(wù)。接著，根據(jù)設(shè)計(jì) 任務(wù)書以及需求分析的要求，對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)