數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　“電子技術(shù)”課程</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：數(shù)字電子時(shí)鐘</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、摘要 …………………………… 3</p>&

2、lt;p>　　二、電路仿真與設(shè)計(jì) …………………….3</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)目的 ………………………….…3</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 …………………………3</p><p>　　2.3 數(shù)字電子鐘基本原理 ……………………4</p><p>　　2.3.1、方波發(fā)生器 ………………………

3、…4</p><p>　　2.3.2、設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路 …………………………6</p><p>　　2.3.3、顯示電路 …………………………….7</p><p>　　2.3.4、校準(zhǔn)電路 ………………………….8</p><p>　　2.3.5、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路………………………….9</p><p>　　三、存在的問(wèn)

4、題 ……………………….9</p><p>　　四、心得與體會(huì) ……………………….9</p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><

5、b>　　一、摘要</b></p><p>　　數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，給人們的生活，學(xué)習(xí)，工作帶來(lái)極大的方便。本文介紹的數(shù)字鐘是一種利用數(shù)字電路來(lái)顯示時(shí)、分、秒的裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，顯示直觀，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置等特點(diǎn)。</p><p>　　數(shù)字電子鐘由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路等組成。秒信號(hào)產(chǎn)

6、生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用555構(gòu)成的振蕩器或石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)一天24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出

7、狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)六位LED顯示器顯示出來(lái)。校時(shí)電路是來(lái)對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。</p><p><b>　　關(guān)鍵字： </b></p><p>　　計(jì)數(shù)器；譯碼器；顯示器；校時(shí)電路 </p><p><b>　　電路仿真與設(shè)計(jì)</b></p><p>

8、<b>　　2.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、熟悉集成電路的引腳安排和各芯片的邏輯功能及使用方法 2、了解數(shù)字電子鐘的組成及工作原理 3、熟悉數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)與制作</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 1、以24小時(shí)為一個(gè)計(jì)數(shù)周期； 2、 具有“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示； 3、 數(shù)碼管顯示

9、電路；</p><p><b>　　4、具有校時(shí)功能；</b></p><p>　　5、整點(diǎn)前10秒，數(shù)字鐘會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí)，以示提醒； 6、 用EWB或PROTEUS畫(huà)出電路原理圖并仿真驗(yàn)證；</p><p>　　2.3 數(shù)字電子鐘基本原理</p><p>　　數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖1所示。它由555集成芯片

10、構(gòu)成的振蕩電路、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號(hào)作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”、“分”、“秒”譯碼器顯示時(shí)間。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　2.3.1、方波發(fā)生器</p><p>　　首先設(shè)計(jì)一個(gè)秒脈沖產(chǎn)生電路，可采用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器。通過(guò)設(shè)計(jì)多諧

11、振蕩器電阻、電容的參數(shù)大小，使555定時(shí)器輸出一個(gè)固定頻率為1HZ的方波；</p><p>　　用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖2(a)所示。接通電源后，電容被充電，當(dāng)上升到 時(shí)，使為低電平，同時(shí)放電三極管導(dǎo)通，此時(shí)電容通過(guò)和放電，下降。當(dāng)下降到 時(shí)，翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器放電所需的時(shí)間為 </p><p>　　當(dāng)放電結(jié)束時(shí)，截止，

12、將通過(guò)、向電容器充電，由 上升到 時(shí)所需要的時(shí)間為 </p><p>　　當(dāng)上升到，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波。電路的工作波形如圖2(b)。</p><p><b>　　其振蕩周期為</b></p><p><b>　　其振蕩頻率為</b></p>&l

13、t;p>　　為了產(chǎn)生1Hz的脈沖，可以使</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　仿真電路圖如圖3</b></p><p><b>　　所示：</b></p>&l

14、t;p><b>　　圖3</b></p><p>　　2.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路</p><p>　　計(jì)時(shí)電路即是計(jì)數(shù)電路，通過(guò)計(jì)數(shù)器集成芯片74hc192等完成對(duì)秒脈沖的計(jì)數(shù)，其中要重點(diǎn)考慮所選擇的計(jì)數(shù)器芯片的進(jìn)制問(wèn)題。秒鐘個(gè)位計(jì)到9進(jìn)10時(shí)，秒鐘個(gè)位回0，秒鐘十位進(jìn)1，秒鐘計(jì)到59，進(jìn)60時(shí)，秒鐘回00，分鐘進(jìn)1…，以此類(lèi)推，完成全部計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)。

15、 </p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　如圖4所示，該電路為秒計(jì)數(shù)電路圖?？芍?，采用2片</p><p>　　74HC192分別作為秒的個(gè)位和十位，秒個(gè)位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由555方波發(fā)生器產(chǎn)生。從0,1……計(jì)數(shù)到9時(shí)，up再來(lái)一個(gè)上升沿TCU產(chǎn)生溢出（低電平有效），送到秒十位計(jì)數(shù)器up產(chǎn)生一個(gè)脈沖，從而秒十位加1

16、計(jì)數(shù)。當(dāng)秒鐘計(jì)數(shù)到59，進(jìn)60（0110 0000）時(shí)，秒十位計(jì)數(shù)器Q1，Q2為高電平，經(jīng)與非門(mén)送到計(jì)數(shù)器的置數(shù)端PL（低電平有效）使計(jì)數(shù)器置零。以此類(lèi)推，分計(jì)數(shù)器（60進(jìn)制）和時(shí)計(jì)數(shù)（24進(jìn)制）也是同樣的原理在此不一一解釋。 </p><p>　　2.3.3、顯示電路</p><p>　　根據(jù)EWB或PROTEUS元器件庫(kù)中數(shù)碼管的不同，有四個(gè)引腳的（顯示二進(jìn)制）、有8個(gè)引腳的（顯示8

17、段位碼，需要添加譯碼芯片），完成計(jì)數(shù)結(jié)果的輸出顯示。</p><p>　　如圖5所示，對(duì)計(jì)數(shù)器輸出的數(shù)據(jù)通過(guò)4511芯片譯碼顯示在7段數(shù)碼管上（圖采用的是共陰極7段數(shù)碼管）。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　2.3.4、校準(zhǔn)電路

18、</p><p>　　校時(shí)電路是在剛接通電源或鐘表走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)，本電路只對(duì)分和秒進(jìn)行校準(zhǔn)。校時(shí)電路要求各種校準(zhǔn)必須互不影響，即在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正是不影響小時(shí)和秒的正常計(jì)數(shù)。</p><p>　　通過(guò)RS觸發(fā)器及與非門(mén)對(duì)“時(shí)”和“分”進(jìn)行校準(zhǔn)的原理如圖6所示。下面以?！胺帧彪娐穪?lái)說(shuō)明校準(zhǔn)電路的原理：</p><p>　　① 正

19、常計(jì)數(shù)時(shí)，G1門(mén)開(kāi)，秒脈沖進(jìn)行單位產(chǎn)生的分脈沖可通過(guò)G1,G3(開(kāi)門(mén)狀態(tài))送入分計(jì)數(shù)器，此時(shí)G2封鎖，校準(zhǔn)脈沖（即秒脈沖）進(jìn)不去。</p><p>　?、?按下S1則G1封鎖，“分”脈沖受阻，而G2打開(kāi)，秒脈沖進(jìn)入分計(jì)數(shù)器進(jìn)行快速計(jì)數(shù)（即較分），校時(shí)電路與此完全相同。根據(jù)原理圖畫(huà)出電路圖如圖7所示。</p><p><b>　　圖7</b></p>&

20、lt;p>　　2.3.5、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p>　　根據(jù)要求，電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開(kāi)始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。報(bào)時(shí)電路選74HC30，選led燈為提示器件。</p><p><b>　　圖8</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒時(shí)，分計(jì)數(shù)器的十位個(gè)位

21、和秒計(jì)數(shù)器的十位是不變的即5(0101),9(1001),5(0101),所以把其中</p><p>　　二進(jìn)制為1的位連接到74HC30上，可以控制LED燈點(diǎn)亮。仿真電路圖如圖8。</p><p><b>　　存在的問(wèn)題</b></p><p>　　該電路基本上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電子時(shí)鐘的功能，但是還是存在一些不足之處。</p><

22、;p>　　1、555定時(shí)器產(chǎn)生的1HZ方波存在一定的誤差，然后由于電路的延時(shí)導(dǎo)致顯示的時(shí)間可能不準(zhǔn)。</p><p>　　改進(jìn)方案：用石英晶體振蕩器代替555多諧振蕩器</p><p>　　校準(zhǔn)信號(hào)是通過(guò)機(jī)械開(kāi)關(guān)校準(zhǔn)的，由于機(jī)械開(kāi)關(guān)存在抖動(dòng)，所以校準(zhǔn)時(shí)會(huì)存在按鍵不靈敏的現(xiàn)象。</p><p>　　改進(jìn)方案：在開(kāi)關(guān)附近加去抖電路</p><p

23、><b>　　四、心得與體會(huì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，給我很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及專(zhuān)業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門(mén)講道課，一門(mén)辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，在本次的課程設(shè)計(jì)中通過(guò)自己選題，找材料，分析、設(shè)計(jì)等，也掌一些軟件的操作方法，這為以后的學(xué)習(xí)做了鋪墊。整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

24、了從單一的理論學(xué)習(xí)到解決實(shí)際問(wèn)題的轉(zhuǎn)變。通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，我最大的收獲就是提高了自身的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了我的尋求解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)精神也增強(qiáng)了我其它方面的能力。 </p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過(guò)而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在同學(xué)的討論下，終于游逆而解。在

25、今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，一定要不懈努力，不能遇到問(wèn)題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！ </p><p>　　一種學(xué)習(xí)態(tài)度：認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。這就是我的另一個(gè)收獲，不僅僅是做課程設(shè)計(jì)，無(wú)論是做什么研究，都必須要有一種

26、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，比如說(shuō)，獨(dú)立思考獨(dú)立完成，認(rèn)真接線，仔細(xì)檢查等，這些都是對(duì)我們自身能力的一種培養(yǎng)，在以后的學(xué)習(xí)甚至工作中，很多東西都只能靠自己去獨(dú)立思考完成，因此我們也藉此學(xué)會(huì)了一種獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)態(tài)度。</p><p>　　無(wú)論最后的結(jié)果是怎樣，你參與了，你就肯定有收獲。在這課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也收獲了許多，我仍然記得將課程設(shè)計(jì)做出來(lái)的時(shí)候，那種喜悅的心情，是難以形容的。</p><p>