課程設(shè)計(jì)--多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　題 目: 多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　器材：74LS390，74LS48，數(shù)碼顯示器BS202， 74LS00 3片，74LS04，74LS08，電容，開(kāi)關(guān)，蜂鳴器，電阻,導(dǎo)線</p><p>　　要求完成的主要任務(wù):</p><p>　　用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分秒的數(shù)字電子鐘，要求如下：</p>

2、;<p>　　1.由晶振電路產(chǎn)生1HZ標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)。</p><p>　　2.秒、分為00-59六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　3.時(shí)為00-23二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　4.可手動(dòng)校正：能分別進(jìn)行秒、分、時(shí)的校正。只要將開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)位置?？煞謩e對(duì)秒、分、時(shí)進(jìn)行連續(xù)脈沖輸入調(diào)整。</p><p>　　5.整點(diǎn)報(bào)

3、時(shí)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)前鳴叫五次低音（500HZ），整點(diǎn)時(shí)再鳴叫一次高音（1000HZ）。</p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　1系統(tǒng)原理框圖3</b></p><p>　　2方案設(shè)計(jì)與論證4</p&g

4、t;<p>　　2.1時(shí)間脈沖產(chǎn)生電路4</p><p>　　2.2分頻器電路6</p><p>　　2.3時(shí)間計(jì)數(shù)器電路7</p><p>　　2.4譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路8</p><p><b>　　2.5校時(shí)電路8</b></p><p>　　2.6報(bào)時(shí)電路10&

5、lt;/p><p>　　3單元電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1時(shí)間脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.1 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.2 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3

6、譯碼及驅(qū)動(dòng)顯示電路14</p><p>　　3.4 校時(shí)電路的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5 報(bào)時(shí)電路16</p><p>　　3.6電路總圖17</p><p>　　4仿真結(jié)果及分析18</p><p>　　4.1時(shí)鐘結(jié)果仿真18</p><p>　　4.2 秒鐘個(gè)位時(shí)序圖

7、18</p><p>　　4.3報(bào)時(shí)電路時(shí)序圖19</p><p>　　4.4測(cè)試結(jié)果分析19</p><p><b>　　5心得與體會(huì)20</b></p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)21</b></p><p>　　附錄1原件清單22</p>&

8、lt;p>　　附錄2部分芯片引腳圖與功能表23</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　多功能數(shù)字鐘具有時(shí)間顯示、鬧鐘設(shè)置、環(huán)境溫度測(cè)量、電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)頻率顯示，鬧鈴控制和電網(wǎng)電壓的過(guò)壓、欠壓報(bào)警等功能,深受人們歡迎。</p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì).時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,廣泛用于個(gè)人家庭

9、,車站, 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常

10、現(xiàn)實(shí)的意義</p><p><b>　　1系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　　數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路。同時(shí)必需以標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)作為時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。圖1所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖。</p><p>&

11、lt;b>　　圖 1系統(tǒng)原理框圖</b></p><p>　?、啪w振蕩器電路：晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Ｈz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。</p><p>　?、品诸l器電路：分頻器電路將32768HZ的高頻方波信號(hào)經(jīng)32768（）次分頻后得到1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器

12、進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。</p><p>　?、菚r(shí)間計(jì)數(shù)器電路：時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　?、茸g碼驅(qū)動(dòng)電路：譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并

13、且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。</p><p>　?、烧c(diǎn)報(bào)時(shí)電路：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)奏的音頻聲波,較復(fù)雜的也可以是實(shí)時(shí)語(yǔ)音提示。</p><p><b>　　2方案設(shè)計(jì)與論證</b></p><p>　　2.1時(shí)間脈沖產(chǎn)生電路<

14、/p><p>　　方案一：由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。</p><p>　　圖 2 555與RC組成的多諧振蕩器圖</p><p>　　方案二:振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。石英晶體振蕩器的作用是產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。因此，一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過(guò)分頻得到

15、這一時(shí)間脈沖信號(hào)。</p><p>　　圖 3 石英晶體振蕩器圖</p><p>　　方案三：由集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器。</p><p>　　圖 4 門電路組成的多諧振蕩器圖</p><p>　　用555組成的脈沖產(chǎn)生電路: R1=15*103Ω，R2=68*103Ω，C=10μF ，則555所產(chǎn)生的脈沖的為:f=1.4

16、3/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而設(shè)計(jì)要求為1Hz,因此其誤差為5.3%,在精度要求不是很高的時(shí)候可以使用。</p><p>　　石英晶體振蕩電路:采用的32768晶體振蕩電路,其頻率為32768Hz,然后再經(jīng)過(guò)15分頻電路可得到標(biāo)準(zhǔn)的1Hz的脈沖輸出.R的阻值,對(duì)于TTL門電路通常在0.7～2KΩ之間;對(duì)于CMOS門則常在10～100MΩ之間。</p><p&

17、gt;　　由門電路組成的多諧振蕩器的振蕩周期不僅與時(shí)間常數(shù)RC有關(guān)，而且還取決于門電路的閾值電壓VTH，由于VTH容易受到溫度、電源電壓及干擾的影響，因此頻率穩(wěn)定性較差，只能用于對(duì)頻率穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。</p><p>　　綜上分析，選擇方案二，石英晶體振蕩電路能夠作為最穩(wěn)定的信號(hào)源。</p><p><b>　　2.2分頻器電路</b></p>&

18、lt;p>　　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)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(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，將32768Hz的振蕩信號(hào)分頻為1HZ的分頻倍數(shù)為32768（），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從盡量減少元器件數(shù)量的角度來(lái)考慮，這里可選多極二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CD4060和CD4040來(lái)構(gòu)成分頻電路。CD4060和CD4040在數(shù)字

19、集成電路中可實(shí)現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。</p><p>　　CD4060計(jì)數(shù)為14級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以將32768Ｈz的信號(hào)分頻為2Hz，其內(nèi)部框圖如圖2.1所示，從圖中可以看出，CD4060的時(shí)鐘輸入端兩個(gè)串接的非門，因此可以直接實(shí)現(xiàn)振蕩和分頻的功能。</p><p>　　圖 5.1 CD4060內(nèi)部框圖 圖

20、5.2 CD4040內(nèi)部框圖</p><p>　　CD4040計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模數(shù)為4096（），其邏輯框圖如圖5.2。如將32768Hz信號(hào)分頻為1Hz，則需外加一個(gè)8分頻計(jì)數(shù)器，故一般較少使用CD4040來(lái)實(shí)現(xiàn)分頻。</p><p>　　綜上所述，可選擇CD4060同時(shí)構(gòu)成振蕩電路和分頻電路。照?qǐng)D5.1，在和之間接入振蕩器外接元件可實(shí)現(xiàn)振蕩，并利用時(shí)計(jì)數(shù)電路中多一個(gè)2分頻器（后述）可實(shí)

21、現(xiàn)15級(jí)2分頻，即可得1Hz信號(hào)。</p><p>　　2.3時(shí)間計(jì)數(shù)器電路</p><p>　　一般采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量，可選74HC390，其內(nèi)部邏輯框圖如圖6所示。該器件為雙2-5-10異步計(jì)數(shù)器，并且每一計(jì)數(shù)器均提供一個(gè)異步清零端（高電平有效）。</p><p>　　圖 6 74HC390(1/2)內(nèi)部邏輯框圖&

22、lt;/p><p>　　秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將QA與CPB（下降沿有效）相連即可。CPA（下降沒(méi)效）與1Hz秒輸入信號(hào)相連，Q3可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的CPＡ相連。</p><p>　　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。將10進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖7所示，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CPＡ相連。<

23、;/p><p>　　圖 7 10進(jìn)制-6進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　分個(gè)位和分十位計(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)單元完全相同，只不過(guò)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ＣＰＡ相連，分十位計(jì)數(shù)單元的Ｑ２作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的ＣＰＡ相連。</p><p>　　時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求

24、，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不是10的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行24進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用1片75HC390實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖8所示。</p><p>　　另外，圖8所示電路中，尚余－2進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，正好可作為分頻器2Hz輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為1Hz信號(hào)之用。</p><p>　　圖 8 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路</p><p>　　2.

25、4譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路</p><p>　　譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，其輸出是OC門輸出且低電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陽(yáng)極顯示數(shù)碼管。如圖9所示。若將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。</p

26、><p><b>　　2.5校時(shí)電路</b></p><p>　　方案一：。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(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)即可。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(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

27、。圖10所示為所設(shè)計(jì)的校時(shí)電路。</p><p>　　圖 10方案二校正電路圖</p><p>　　方案二：校準(zhǔn)電路由基本RS觸發(fā)器和“與”門組成，基本RS觸發(fā)器的功能是產(chǎn)生單脈沖，主要作用是起防抖動(dòng)作用。未撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K時(shí)，“與非”門G2的一個(gè)輸入端接地，基本RS觸發(fā)器處于“1”狀態(tài)，這是數(shù)字鐘正常工作，“分”進(jìn)位脈沖能進(jìn)入“分”計(jì)數(shù)器。撥動(dòng)開(kāi)關(guān)K時(shí)，“與非”門G1的一個(gè)輸入端接地，于是基本

28、RS觸發(fā)器轉(zhuǎn)為“0”狀態(tài)。秒狀態(tài)可以直接進(jìn)入“分”計(jì)數(shù)器，而“分”進(jìn)位脈沖被阻止進(jìn)入，因而能較快地校準(zhǔn)分計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。校準(zhǔn)后，將校正開(kāi)關(guān)恢復(fù)原位，數(shù)字鐘繼續(xù)進(jìn)行正常計(jì)時(shí)工作。</p><p>　　圖 11 方案三校正電路</p><p>　　通過(guò)比較可知，兩方案均有防抖動(dòng)的措施，穩(wěn)定性較好，方案一和方案二相比，方案二防抖動(dòng)措施更好，更完備，但電路也更為復(fù)雜，成本也更高，通過(guò)比較選擇方案一

29、，既能實(shí)現(xiàn)防抖動(dòng)功能，做出事物也更經(jīng)濟(jì)一些。</p><p><b>　　2.6報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　采用仿廣播臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快要到正點(diǎn)時(shí)候發(fā)出響聲，通常按照四低音，一高音的順序發(fā)出間斷聲，以最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻為正點(diǎn)時(shí)刻。4低音（約500Hz）分別發(fā)生在59分51秒、發(fā)生在59分53秒、發(fā)生在59分55秒、發(fā)生在59分57秒、，最

30、后一聲高音（約1KHz）發(fā)生在59分59秒，他們的持續(xù)時(shí)間均為一秒。</p><p>　　圖 12 方案一報(bào)時(shí)電路</p><p><b>　　3單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1時(shí)間脈沖產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖 14 產(chǎn)生1Hz時(shí)間脈沖的電路圖</p><p>　　

31、CD4060同時(shí)構(gòu)成振蕩電路和分頻電路。如圖14，在MR和RS之間接入振蕩器外接元件可實(shí)現(xiàn)振蕩，并利用定時(shí)計(jì)數(shù)電路中多一個(gè)2分頻器可實(shí)現(xiàn)15級(jí)2分頻，即可得1Hz信號(hào)。</p><p>　　3.2計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　秒、分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS390。</p><p>　

32、　3.2.1 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　“秒”計(jì)數(shù)器電路與“分”計(jì)數(shù)器電路都是60進(jìn)制，它由一級(jí)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一級(jí)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接構(gòu)成。如圖4.所示由74LS390構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。首先將兩片74LS390設(shè)置成十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，將兩片計(jì)數(shù)器并行進(jìn)位則最大可實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，可利用“反饋清零”的方法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出“2Q32Q22Q12Q0、1Q3Q2Q

33、1Q0=0110、0000”時(shí)，通過(guò)門電路形成一置數(shù)脈沖，使計(jì)數(shù)器歸零。</p><p>　　圖 15 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖</p><p>　　3.2.2 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　同理當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0100”，十位計(jì)數(shù)器狀態(tài)為“Q3Q2Q1Q0=0010”時(shí)，要求計(jì)數(shù)器歸零。 </p><p&g

34、t;　　圖 16 17 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖</p><p>　　3.3 譯碼及驅(qū)動(dòng)顯示電路</p><p>　　譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，其輸出是OC門輸出且低電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陽(yáng)極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陽(yáng)數(shù)碼

35、管組成的一位數(shù)碼顯示電路如圖 16 所示。若將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。</p><p>　　圖 18譯碼及驅(qū)動(dòng)顯示電路圖</p><p>　　3.4 校時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)字種啟動(dòng)后,每當(dāng)數(shù)字鐘顯示與實(shí)際時(shí)間不符進(jìn),需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行校時(shí)。校“秒”時(shí)，采用等待校時(shí)。?！胺帧薄ⅰ皶r(shí)

36、”的原理比較簡(jiǎn)單，采用加速校時(shí)。</p><p>　　對(duì)校時(shí)電路的要求是 :</p><p>　　1．在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù) 。</p><p>　　2．在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù) 。</p><p>　　如圖17所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的輸出為0，而開(kāi)關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過(guò)與或門，

37、故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)打向上時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。與非門可選74LS00，非門則可用與非門2個(gè)輸入端并接來(lái)代替節(jié)省芯片。因此實(shí)際使用時(shí)，須對(duì)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行消除抖動(dòng)處理，圖17為加2個(gè)0.01uF的電容。</p><p>　　圖 19 校時(shí)電路圖</p><p><b>　　3.5 報(bào)時(shí)電路</b></p><

38、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)。當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的QC和QＡ 、個(gè)位的QＤ和QＡ及秒計(jì)數(shù)器十位的QＣ和QＡ相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。</p><p>　　選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當(dāng)其兩端加上一個(gè)直流

39、電壓時(shí)酒會(huì)發(fā)出鳴叫聲，兩個(gè)輸入端是極性的，其較長(zhǎng)引腳應(yīng)與高電位相連，圖19的三極管時(shí)為了驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。</p><p><b>　　圖 20報(bào)時(shí)電路圖</b></p><p><b>　　3.6電路總圖</b></p><p><b>　　圖 21 電路總圖</b></p><p&g

40、t;<b>　　4仿真結(jié)果及分析</b></p><p><b>　　4.1時(shí)鐘結(jié)果仿真</b></p><p>　　圖 22時(shí)鐘結(jié)果仿真圖</p><p>　　4.2 秒鐘個(gè)位時(shí)序圖</p><p>　　圖 23秒鐘個(gè)位時(shí)序圖</p><p>　　其他計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖原理一樣

41、，這里就不在贅述</p><p>　　4.3報(bào)時(shí)電路時(shí)序圖</p><p>　　圖 24報(bào)時(shí)電路時(shí)序圖</p><p>　　蜂鳴器選擇的是500HZ的，所以500HZ的脈沖過(guò)來(lái)時(shí)候會(huì)發(fā)出四個(gè)脈沖，也就是前面提到的四個(gè)低音</p><p><b>　　4.4測(cè)試結(jié)果分析</b></p><p>　　

42、經(jīng)測(cè)試之后，電路可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的基本功能，比如計(jì)數(shù)，如圖22，同時(shí)多功能模塊校時(shí)功能和報(bào)時(shí)功能都可以使用，如圖24。基于仿真結(jié)果可以認(rèn)定，此次多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)是成功的。</p><p><b>　　5心得與體會(huì)</b></p><p>　　在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。這學(xué)期數(shù)電實(shí)驗(yàn)

43、課的考試就是做的數(shù)字鐘，所以在計(jì)數(shù)模塊上面有以前的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)技術(shù)模塊很快就得出了正確的結(jié)果，雖然跟實(shí)驗(yàn)室用得芯片不一樣，但原理一樣，同時(shí)我還理解到，同樣功能可以由不同的芯片實(shí)現(xiàn)，需遵行簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)的原則，從而最大程度符合目標(biāo)設(shè)計(jì)。</p><p>　　每次課程設(shè)計(jì)是一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我們能夠充分利用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)還有自己的想象的能力，另外還讓我們學(xué)習(xí)查找資料的方法，以及自己處理分析電路，設(shè)計(jì)電路的能力。我相信

44、是對(duì)我的一個(gè)很好的提高，補(bǔ)足平日理論學(xué)習(xí)后實(shí)踐方面的空白。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我還更加深了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。這次的設(shè)計(jì)電路我用到了計(jì)數(shù)器、譯碼器等，通過(guò)自己分析和設(shè)計(jì)更好地運(yùn)用了它們，而且還學(xué)會(huì)了它們更多的功能。模電課程設(shè)計(jì)學(xué)到得方法在這里可以繼續(xù)使用，比如MULTISIM等學(xué)習(xí)軟件，給設(shè)計(jì)提供了很大的便利。課程設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)不多，這學(xué)期很好，有足夠的時(shí)間，上學(xué)期因?yàn)槟ｋ娬n程設(shè)計(jì)臨近期末才給出來(lái)，做得

45、很匆忙，覺(jué)得不是敷衍老師，而是敷衍自己。雖然自己很努力的做了，但覺(jué)得做得不夠好，難免有點(diǎn)遺憾。這學(xué)期本來(lái)課不多，課程設(shè)計(jì)又給得比較早，自己認(rèn)真做了，覺(jué)得還是小有收獲。</p><p>　　這次課設(shè)還讓我明白，困難是成功的臺(tái)階，只有一級(jí)級(jí)走上去才能有所收獲。工科院校的學(xué)生應(yīng)當(dāng)這樣多參與實(shí)踐，運(yùn)用所學(xué)，為將來(lái)工作打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b>&

46、lt;/p><p>　　1 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 伍時(shí)和 主編 清華大學(xué)出版社 。</p><p>　　2 《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》 第三版 謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社。</p><p>　　3 《電子線路綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程》 劉鳴 主編 天津大學(xué)出版。</p><p><b>　　附錄1原

47、件清單</b></p><p>　　附錄2部分芯片引腳圖與功能表</p><p>　　74HC390引腳圖與功能表</p><p>　　圖 25 74HC390引腳圖與功能表</p><p>　　CD4060B引腳圖與石英振蕩器典型接法</p><p>　　圖 26 參考CD4060引腳圖與典型用法<

48、/p><p>　　74LS48 功能表 </p><p>　　圖 27 74LS48 功能表</p><p>　　本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </p><p>　　年 月 日</p><p>　　本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表