南航數(shù)字鬧鐘課程設(shè)計報告

南航金城學院數(shù)字電路實驗課程設(shè)計報告數(shù)字鬧鐘第一部分設(shè)計任務設(shè)計任務設(shè)計、制作一個帶有校時功能、可定時起鬧的數(shù)字鬧鐘。設(shè)計指標1、2、有時”分”十進制顯示，秒”使用分個位數(shù)碼管上的1、2、計時以24小時為周期。(23:59700:00)3、3、具有校時電路，可進行分、時較對。4、走時過程能按預設(shè)的定時時間(精確到小時)4、響時約3s。第二部分設(shè)計方案總體設(shè)計方案說明系統(tǒng)組成：秒信號發(fā)生器：由LM555構(gòu)成多諧振蕩器走時電路：計數(shù)器和與非門組成校時電路：秒信號調(diào)節(jié)鬧鐘電路：跳線的方法由計數(shù)器、譯碼器、組合邏輯電路、單穩(wěn)態(tài)電路組成顯示電路：譯碼器數(shù)碼管模塊結(jié)構(gòu)與方框圖第三部分電路設(shè)計與器件選擇秒信號發(fā)生器3.1.1模塊電路及參數(shù)計算提供秒脈沖提供秒脈沖取R1=,R2=C=220uFT~1S3.1.2工作原理和功能說明內(nèi)部電路組成：3.1.3器件說明壓器(3個R)內(nèi)部電路組成：3.1.3器件說明壓器(3個R)(2)電壓比較器a (A1、A2)6走時電路設(shè)觸發(fā)器 I—*(4)反相器3.2.1模塊電路及參數(shù)計算包括秒計時器、分計時器、時計時器,1端GND2端TR3端UO4端RD5端CV

每一部分由兩片計數(shù)(1)秒計時器：十進制與六進制級聯(lián)而成,低電平觸發(fā)輸入輸出直接清0電壓控制，不用器級聯(lián)構(gòu)成。接地⑵分計時器：同秒計時器。-1由兩片端TH74LS163高電與非門實現(xiàn)。7端D 三極管集電極8端VCC電源~18V)⑶.時計時器：模⑶.時計時器：模24,計數(shù)顯示00-23。由兩片74LS160和與非門實現(xiàn)。3.2.2工作原理及功能說明秒分計時器原理時計數(shù)器原理74LS160其清零方式通常稱為“異步清零”，即只要清零端有效，不管有無時鐘信號，輸出端立即為0。譯碼顯示電路用譯碼器74LS48對計數(shù)結(jié)果進行譯碼，譯碼后在共陰極數(shù)碼管上顯示。3.2.3器件說明74LS163結(jié)構(gòu)圖74LS163結(jié)構(gòu)圖74LS160結(jié)構(gòu)圖74LS160管腳圖EPET74LS160管腳圖EPETLl>RpCP功能XXX0X淸零74LS16(1功能表時間校對電路331模塊電路及參數(shù)計算用555輸出信號加至分，時計時器使其快速計數(shù)3.3.2工作原理和功能說明將所需要校對的時或分計數(shù)電路的脈沖輸入端切換到秒信號，使用快脈沖計數(shù)，到達標準時間后再切換回正確的輸入信號。器件說明鬧鐘電路設(shè)計3號端口為輸出端，在此拉鬧鐘電路設(shè)計出一根導線作校時用3.4.1模塊電路及參數(shù)計算342工作原理和功能說明利用譯碼器將時計數(shù)器輸出進行譯碼，在譯碼輸出處通過跳線設(shè)置起鬧點。344器件說明單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：輸出端只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，另一個狀態(tài)則是暫穩(wěn)態(tài)。加入觸發(fā)信號后，它可以由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一定時間以后，它又會自動返回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。74LS123內(nèi)部包括兩個獨立的單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)輸出脈沖的寬度，主要由外接的定時電阻（RT和定時電容（CT決定。單穩(wěn)的翻轉(zhuǎn)時刻決定于A、B、CLR三個輸入信號。第四部分整機電路第四部分整機電路整機電路圖見報告最后一頁元件清單第五部分安裝調(diào)試與性能測量電路安裝我們在星期一拿到實驗器件后并沒有直接就開始動手連電路，我們的打算是星期一總體設(shè)計電子鐘的布局，以及了解各個元件的功能，星期二針對電子鐘的各個模塊的功能進行電路的設(shè)計，包括走時電路，校時電路和鬧鐘電路，星期三搭連電路，星期四調(diào)試，星期五答辯。在搭連電路的過程中我的合作者主要負責48和數(shù)碼管的連接以及器件電源的連接，我主要負責走時電路以及鬧鐘電路的連接，星期三那下午連接完成，并進行初步的調(diào)試。在連接電路的過程中遵循以下幾個原則：1、布局合理，元件布局合理規(guī)劃，盡量做到用線最少2、導線緊靠面包板1、布局合理，元件布局合理規(guī)劃，盡量做到用線最少2、導線緊靠面包板3、交叉線路盡可能少電路調(diào)試5.2.1調(diào)試步驟及結(jié)果 5.2.2故障分析及處理1、面包板測試我們是將面包板上的電源插孔的上面部分接高，下面部分接地，在用蜂鳴器調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)只有接到第二排的電源插孔時蜂鳴器不響，于是我們分析可能是面包板中間負極連接沒有連好，我們換了一根導線重連后恢復正常。2、數(shù)碼管和2、數(shù)碼管和48的測試接通電源后發(fā)現(xiàn)只有一個數(shù)碼管全部不亮，由于已經(jīng)排除電源沒電的可能，所以我們主要檢查數(shù)碼管和48本身，我們將48插緊后數(shù)碼管亮了。其中有一個數(shù)碼管的亮度相較于其他三個明顯偏暗，檢查之后沒有發(fā)現(xiàn)有任何的問題，我們估計可能是元件本身的問題，在實驗室換了一個數(shù)碼管后恢復正常，至此在48和數(shù)碼管的調(diào)試結(jié)束。3、時間計數(shù)電路的測試采用校時電路調(diào)試的方法，將秒信號直接接到分電路上，顯示確實是到59后歸零并進位。再將秒信號直接接到小時電路上顯示到23時歸零。最后將時間調(diào)到23:59分，用秒信號直接輸出，等待一分鐘后全部歸零，至此時間計數(shù)電路的調(diào)試完成，沒有發(fā)現(xiàn)任何的錯誤。4、鬧鐘電路的測試在檢查之前的步驟中并沒有連接蜂鳴器，因為每次連接都會發(fā)出聲響，比較吵。連接蜂鳴器后，在我們設(shè)定的12時時并沒有發(fā)出聲響，并且整個過程只有接通的瞬間才會發(fā)出聲響，這讓我們匪夷所思，我們先檢查電路連接有沒有錯誤，確認沒有后驗證元件有沒有插緊，發(fā)現(xiàn)都沒問題依然是同樣的情況，我們請別組的同學幫我們看看，發(fā)現(xiàn)我們一個 138的兩個接地的拐角沒有接地，接地后還是如此，我們就換了一個138試試，再測試問題解除。（在調(diào)試的過程中因為蜂鳴器一直比較吵，所以我們在后面的調(diào)試過程中一直采用發(fā)光二級管代替蜂鳴器，直到問題解除5、5、其他問題當基本的問題都解決后，我們開始對整個電路做稍微的修改看看會有什么情況，我們將秒信號發(fā)生器那邊的千歐的并聯(lián)一個小電阻后發(fā)現(xiàn)，信號頻率變快，將220^F的電拆除后發(fā)現(xiàn)信號跳的飛快。6、6、未解決的問題如果將面包板的電源線直接接到電源上，并多次打開關(guān)閉電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管一直顯示從00:00開始計數(shù)，并且蜂鳴器不響，如果是將電源一直打開使用面包板上的電源線一直觸碰的話，數(shù)碼管上就會以隨機的數(shù)字出現(xiàn)，并且在接通的瞬間蜂鳴器會響。還有就是用校時電路去校時時在接通或斷開的瞬間，數(shù)字有時會亂跳。第六部分課程設(shè)計總結(jié)通過本次實驗對輸電知識有了更深入的了解，將其運用到了實際中來，明白了學習電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達到了其培養(yǎng)的目的。在實驗中，我也遇到了很多挫折，不過我都和同伴一一克服了，大家齊心協(xié)力解決了問題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認識到團隊合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。成功就是在不斷摸索中前進實現(xiàn)的，遇到問題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來仔細思考，分部檢查，找出最終的原因進行改正，這樣才會有進步，才會一步步向自己的目標靠近，才會取得自己所要追求的成功。在課程設(shè)計過程中，收獲知識，提高能力的同時，我也學到了很多人生的哲理，懂得怎么樣去制定計劃，怎么樣去實現(xiàn)這個計劃。因此在以后的生活和學習的過程中，我一定會把課程設(shè)計的精神帶到生活中，不畏第一部分設(shè)計任務設(shè)計任務 設(shè)計指標 第二部分設(shè)計方案（簡要）總體設(shè)計方案說明 塊結(jié)構(gòu)與方框^圖 第三部分電路設(shè)計與器件選擇（詳細）秒信號發(fā)生器 模塊電路及參數(shù)計^算 工作原理和功能說明 器件說明（含結(jié)構(gòu)圖、