數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)電子鬧鐘

1、<p>　　第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)、制作一個(gè)帶有校時(shí)功能、可定時(shí)起鬧的數(shù)字鬧鐘。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)指標(biāo)</b></p><p>　　有“時(shí)”、“分”十進(jìn)制顯示，“秒”使用分個(gè)位數(shù)碼管上的DP

2、點(diǎn)顯示。</p><p>　　2、 計(jì)時(shí)以24小時(shí)為周期。(23:59→00:00)</p><p>　　3、 具有校時(shí)電路，可進(jìn)行分、時(shí)較對(duì)。</p><p>　　4、 走時(shí)過(guò)程能按預(yù)設(shè)的定時(shí)時(shí)間(精確到小時(shí))啟動(dòng)鬧鐘產(chǎn)生鬧鈴，鬧鈴響時(shí)約3s。</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.

3、1總體設(shè)計(jì)方案說(shuō)明</p><p><b>　　系統(tǒng)組成：</b></p><p>　　秒信號(hào)發(fā)生器：由LM555構(gòu)成多諧振蕩器</p><p>　　走時(shí)電路：計(jì)數(shù)器和與非門(mén)組成</p><p>　　校時(shí)電路：秒信號(hào)調(diào)節(jié)</p><p>　　鬧鐘電路：跳線的方法 由計(jì)數(shù)器、譯碼器、組合邏輯電路、單

4、穩(wěn)態(tài)電路組成</p><p>　　顯示電路：譯碼器 數(shù)碼管</p><p><b>　　模塊結(jié)構(gòu)與方框圖</b></p><p>　　第三部分 電路設(shè)計(jì)與器件選擇</p><p>　　3.1 秒信號(hào)發(fā)生器</p><p>　　3.1.1模塊電路及參數(shù)計(jì)算</p><p>

5、<b>　　提供秒脈沖</b></p><p>　　取R1=1.5K,R2=2.4K</p><p><b>　　C=220uF</b></p><p><b>　　T≈1S</b></p><p>　　3.1.2工作原理和功能說(shuō)明</p><p>&l

6、t;b>　　3.1.3器件說(shuō)明</b></p><p><b>　　3.2走時(shí)電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1模塊電路及參數(shù)計(jì)算</p><p>　　包括秒計(jì)時(shí)器、分計(jì)時(shí)器、時(shí)計(jì)時(shí)器，每一部分由兩片計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成。</p><p>　　(1).秒計(jì)時(shí)器：十進(jìn)制與六進(jìn)制級(jí)聯(lián)而成，由兩片74

7、LS163 和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　(2).分計(jì)時(shí)器：同秒計(jì)時(shí)器。</p><p>　　(3).時(shí)計(jì)時(shí)器：模24，計(jì)數(shù)顯示00~23。由兩片74LS160和與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.2.2工作原理及功能說(shuō)明</p><p><b>　　秒分計(jì)時(shí)器原理</b></p><p>

8、;<b>　　時(shí)計(jì)數(shù)器原理</b></p><p>　　74LS 160其清零方式通常稱(chēng)為“ 異步清零 ”，即只要 清零端有效，不管有無(wú)時(shí)鐘信號(hào)，輸出端立即為 0。</p><p><b>　　譯碼顯示電路</b></p><p>　　用譯碼器74LS48對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行譯碼，譯碼后在共陰極數(shù)碼管上顯示。</p>

9、<p><b>　　3.2.3器件說(shuō)明</b></p><p><b>　　3.3時(shí)間校對(duì)電路</b></p><p>　　3.3.1 模塊電路及參數(shù)計(jì)算</p><p>　　用555輸出信號(hào)加至分，時(shí)計(jì)時(shí)器使其快速計(jì)數(shù)</p><p>　　3.3.2工作原理和功能說(shuō)明</p&g

10、t;<p>　　將所需要校對(duì)的時(shí)或分計(jì)數(shù)電路的脈沖輸入端切換到秒信號(hào)，使用快脈沖計(jì)數(shù)，到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間后再切換回正確的輸入信號(hào)。</p><p><b>　　3.3器件說(shuō)明</b></p><p>　　3.4鬧鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1模塊電路及參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.4.2 工作原

11、理和功能說(shuō)明</p><p>　　利用譯碼器將時(shí)計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)行譯碼，在譯碼輸出處通過(guò)跳線設(shè)置起鬧點(diǎn)。</p><p>　　3.4.4 器件說(shuō)明</p><p>　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器: 輸出端只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài), 另一個(gè)狀態(tài)則是暫穩(wěn)態(tài)。加入觸發(fā)信號(hào)后，它可以由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，它又會(huì)自動(dòng)返回原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　7

12、4LS123 內(nèi)部包括兩個(gè)獨(dú)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(shí)電阻( RT )和定時(shí)電容( CT )決定。單穩(wěn)的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻決定于 A、B、CLR 三個(gè)輸入信號(hào)。</p><p>　　第四部分 整機(jī)電路 </p><p><b>　　4.1整機(jī)電路圖</b></p><p><b>　　見(jiàn)報(bào)告最后一頁(yè)</b&

13、gt;</p><p><b>　　4.2元件清單</b></p><p>　　第五部分 安裝調(diào)試與性能測(cè)量</p><p><b>　　5.1電路安裝</b></p><p>　　我們?cè)谛瞧谝荒玫綄?shí)驗(yàn)器件后并沒(méi)有直接就開(kāi)始動(dòng)手連電路，我們的打算是星期一總體設(shè)計(jì)電子鐘的布局，以及了解各個(gè)元件的功能

14、，星期二針對(duì)電子鐘的各個(gè)模塊的功能進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，包括走時(shí)電路，校時(shí)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(guò)程中我的合作者主要負(fù)責(zé)48和數(shù)碼管的連接以及器件電源的連接，我主要負(fù)責(zé)走時(shí)電路以及鬧鐘電路的連接，星期三那下午連接完成，并進(jìn)行初步的調(diào)試。在連接電路的過(guò)程中遵循以下幾個(gè)原則：</p><p>　　布局合理，元件布局合理規(guī)劃，盡量做到用線最少</p><p&g

15、t;<b>　　導(dǎo)線緊靠面包板</b></p><p><b>　　交叉線路盡可能少</b></p><p><b>　　5.2電路調(diào)試</b></p><p>　　5.2.1調(diào)試步驟及結(jié)果 5.2.2故障分析及處理</p><p><b>　　面包板測(cè)試<

16、/b></p><p>　　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(guò)程中，發(fā)現(xiàn)只有接到第二排的電源插孔時(shí)蜂鳴器不響，于是我們分析可能是面包板中間負(fù)極連接沒(méi)有連好，我們換了一根導(dǎo)線重連后恢復(fù)正常。</p><p><b>　　數(shù)碼管和48的測(cè)試</b></p><p>　　接通電源后發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)數(shù)碼管全部不

17、亮，由于已經(jīng)排除電源沒(méi)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(gè)數(shù)碼管的亮度相較于其他三個(gè)明顯偏暗，檢查之后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何的問(wèn)題，我們估計(jì)可能是元件本身的問(wèn)題，在實(shí)驗(yàn)室換了一個(gè)數(shù)碼管后恢復(fù)正常，至此在48和數(shù)碼管的調(diào)試結(jié)束。</p><p><b>　　時(shí)間計(jì)數(shù)電路的測(cè)試</b></p><p>　　采用校時(shí)電路調(diào)試的方法，將秒

18、信號(hào)直接接到分電路上，顯示確實(shí)是到59后歸零并進(jìn)位。再將秒信號(hào)直接接到小時(shí)電路上顯示到23時(shí)歸零。最后將時(shí)間調(diào)到23:59分，用秒信號(hào)直接輸出，等待一分鐘后全部歸零，至此時(shí)間計(jì)數(shù)電路的調(diào)試完成，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何的錯(cuò)誤。</p><p><b>　　鬧鐘電路的測(cè)試</b></p><p>　　在檢查之前的步驟中并沒(méi)有連接蜂鳴器，因?yàn)槊看芜B接都會(huì)發(fā)出聲響，比較吵。連接蜂鳴器后

19、，在我們?cè)O(shè)定的12時(shí)時(shí)并沒(méi)有發(fā)出聲響，并且整個(gè)過(guò)程只有接通的瞬間才會(huì)發(fā)出聲響，這讓我們匪夷所思，我們先檢查電路連接有沒(méi)有錯(cuò)誤，確認(rèn)沒(méi)有后驗(yàn)證元件有沒(méi)有插緊，發(fā)現(xiàn)都沒(méi)問(wèn)題依然是同樣的情況，我們請(qǐng)別組的同學(xué)幫我們看看，發(fā)現(xiàn)我們一個(gè)138的兩個(gè)接地的拐角沒(méi)有接地，接地后還是如此，我們就換了一個(gè)138試試，再測(cè)試問(wèn)題解除。（在調(diào)試的過(guò)程中因?yàn)榉澍Q器一直比較吵，所以我們?cè)诤竺娴恼{(diào)試過(guò)程中一直采用發(fā)光二級(jí)管代替蜂鳴器，直到問(wèn)題解除</p>

20、;<p><b>　　其他問(wèn)題</b></p><p>　　當(dāng)基本的問(wèn)題都解決后，我們開(kāi)始對(duì)整個(gè)電路做稍微的修改看看會(huì)有什么情況，我們將秒信號(hào)發(fā)生器那邊的2.4千歐的并聯(lián)一個(gè)小電阻后發(fā)現(xiàn)，信號(hào)頻率變快，將220μF的電拆除后發(fā)現(xiàn)信號(hào)跳的飛快。</p><p><b>　　未解決的問(wèn)題</b></p><p>

21、　　如果將面包板的電源線直接接到電源上，并多次打開(kāi)關(guān)閉電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管一直顯示從00:00開(kāi)始計(jì)數(shù)，并且蜂鳴器不響，如果是將電源一直打開(kāi)使用面包板上的電源線一直觸碰的話，數(shù)碼管上就會(huì)以隨機(jī)的數(shù)字出現(xiàn)，并且在接通的瞬間蜂鳴器會(huì)響。還有就是用校時(shí)電路去校時(shí)時(shí)在接通或斷開(kāi)的瞬間，數(shù)字有時(shí)會(huì)亂跳。</p><p>　　第六部分 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　　通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)對(duì)輸電知識(shí)有了更深入

22、的了解，將其運(yùn)用到了實(shí)際中來(lái)，明白了學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達(dá)到了其培養(yǎng)的目的。在實(shí)驗(yàn)中，我也遇到了很多挫折，不過(guò)我都和同伴一一克服了，大家齊心協(xié)力解決了問(wèn)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(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。</p><p>　　成功就是在不斷摸索中前進(jìn)實(shí)現(xiàn)的，遇到問(wèn)題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來(lái)仔細(xì)思考，分部檢查，找出最終的原因進(jìn)行改正，這