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

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　學(xué)生姓名： XXX 專業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 工作單位： </p><p>　　題 目: 多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)</p><

2、;p>　　初始條件：74LS390，74LS48，數(shù)碼顯示器BS202各6片，74LS00 3片，74LS04，74LS08各 1片，電阻若干，電容，開關(guān)各2個(gè)，蜂鳴器1個(gè)，導(dǎo)線若干。</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><p>　　1.由晶振電路產(chǎn)生1H

3、Z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。只要將開關(guān)置于手動(dòng)位置。可分別對(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)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（50

4、0HZ），整點(diǎn)時(shí)再鳴叫一次高音（1000HZ）。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　第20周理論設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試，地點(diǎn)： 鑒主15樓通信實(shí)驗(yàn)室一</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任

5、教師）簽名： 年 月 日</p><p>　　多功能數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)</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)

6、與論證4</p><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>

7、　　2.6報(bào)時(shí)電路10</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>&l

8、t;p>　　3.3 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>　

9、　4.2 秒鐘個(gè)位時(shí)序圖18</p><p>　　4.3報(bào)時(shí)電路時(shí)序圖19</p><p>　　4.4測試結(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

10、</p><p>　　附錄2部分芯片引腳圖與功能表23</p><p>　　74HC390引腳圖與功能表23</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的

11、使用。</p><p>　　數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng)，并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。數(shù)字鐘適用于自動(dòng)打鈴、自動(dòng)廣播，也適用于節(jié)電、節(jié)水及自動(dòng)控制多路電器設(shè)備。它是由數(shù)子鐘電路、定時(shí)電路、放大執(zhí)行電路、電源電路組成。為了簡化電路結(jié)構(gòu)，數(shù)字鐘電路與定時(shí)電路之間的連接采用直接譯碼技術(shù)。具有電路結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠、使用壽命長、更改設(shè)定時(shí)間

12、容易、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　從有利于學(xué)習(xí)的角度考慮，這里主要介紹以中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的方法。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　A digital clock is a kind of digital circuit technology, minutes and seconds

13、 when the timing device, and the mechanical clock is higher than the accuracy and intuitive, and no machinery, has more longer service life, so it has been widely used.</p><p>　　From the principle of digital

14、 clock is a kind of typical digital circuits, including the assembly logic circuit and the sequential circuits. At present, a digital clock function is more and more strong, and a variety of special options. Applicable f

15、or automatic digital clock rung, automatic broadcasting, also suitable for electricity, water and automatic control and electrical equipment. It is by several children clock circuit, timing circuit, amplifier circuit, th

16、e power circuit implementation.</p><p>　　To learn from the point of view, there are mainly introduced in small scale integrated circuit design method of digital clock。</p><p><b>　　1系統(tǒng)原理框圖&

17、lt;/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（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。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><b>　　圖 1系統(tǒng)原理框圖</b></p>

18、<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)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。</p><p>

19、　?、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)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。</p><p&

20、gt;　?、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</p><p>　　方案一：由集成電路定時(shí)器555與RC組成

21、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)過分頻得到這一時(shí)間脈沖信號(hào)。</p><p>　　圖 3 石英晶

22、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=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而設(shè)計(jì)要求為1

23、Hz,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>　　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

24、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><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

25、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)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(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)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從盡量減少元器件數(shù)量的角度來考慮，這里可選多極２進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CD4060和CD4040來構(gòu)成分頻電路。CD4060和CD4040在數(shù)字集成電路中可實(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

26、更為方便。</p><p>　　CD4060計(jì)數(shù)為１４級(jí)２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 CD4046內(nèi)部框圖 圖5.2 CD4040內(nèi)部框圖</p><p>　　

27、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)現(xiàn)15級(jí)2分頻，即可得1Hz信號(hào)。</p><p>　

28、　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</p><p>　　秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無

29、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)單元的ＣＰＡ相連。</p><p>　　圖 7 10進(jìn)制-6進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換電

30、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，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)

31、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>　　2.4譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示單元電路</p><p>　　譯碼電

32、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><p><b>　　2.5校時(shí)電路</

33、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。圖10所示為所設(shè)計(jì)的校時(shí)電路。</p><p>　

34、　圖 9 方案一校正電路圖</p><p>　　方案二：方案二與方案一原理差不多，但多了0.01uf的電容防抖動(dòng)。</p><p>　　圖 10方案二校正電路圖</p><p>　　方案三：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

35、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)開關(guān)K時(shí)，“與非”門G1的一個(gè)輸入端接地，于是基本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>　　通過比較可知，方案二和方案三比方案一多了防

36、抖動(dòng)的措施，穩(wěn)定性更好，方案二和方案三相比，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，通過比較選擇方案二，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>　　方案一：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)

37、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>　　方案二：方案二與方案一實(shí)現(xiàn)功能一樣，電路不一樣。</p><p>　　圖 13方案二報(bào)時(shí)電路</p&g

38、t;<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>　　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

39、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CC40161。</p><p>　　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)

40、6進(jìn)制計(jì)數(shù)器連接構(gòu)成。如圖4.所示由CC40161構(gòu)成的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。首先將兩片CC40161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、1Q3Q2Q1Q0=0110、0000”時(shí)，通過門電路形成一置數(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<

41、/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>　　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>　

42、　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七段共陽極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陽數(shù)碼管組成的一位數(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&g

43、t;<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)”的原理比較簡單，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)

44、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)開關(guān)打向下時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘?hào)和0相與的輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(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)輸入端并接來代替節(jié)省芯

45、片。因此實(shí)際使用時(shí)，須對(duì)開關(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><p>　　根據(jù)要求，電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(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

46、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&g

47、t;　　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><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

48、></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，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<

49、;/p><p>　　蜂鳴器選擇的是500HZ的，所以500HZ的脈沖過來時(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測試結(jié)果分析</b></p><p>　　經(jīng)測試之后，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?；诜抡娼Y(jié)果可以認(rèn)定，

50、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)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，但原理不一樣，我也得出結(jié)論，不同的電

51、路可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)最簡單，最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的電路。當(dāng)然這個(gè)不一定所有條件都符合，找到一個(gè)最大限度滿足各種條件的方案是我們?cè)O(shè)計(jì)的目標(biāo)。</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。我相信是對(duì)我的一個(gè)很好的提高。平時(shí)在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的時(shí)候，我們應(yīng)該更注重實(shí)踐，應(yīng)付考試有考

52、試的方法。這次的課程設(shè)計(jì)讓我懂得了它們?cè)趯?shí)際中的用途，還有我們身邊的很多數(shù)字鐘電路，這些都是我們自己可以實(shí)現(xiàn)的，以前那些神秘的東西在不斷的學(xué)習(xí)過程中變得不再那么神秘，我相信，以后還有更多的謎底被揭開。通過這次課程設(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，發(fā)現(xiàn)它們的功能遠(yuǎn)比書上說的多很多，可以利用不同的接法設(shè)計(jì)出各種各樣不同的電路出來。模電課程

53、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，做得很匆忙，覺得不是敷衍老師，而是敷衍自己。雖然自己很努力的做了，但覺得做得不夠好，難免有點(diǎn)遺憾。這學(xué)期本來課不多，課程設(shè)計(jì)又給得比較早，</p><p>　　碰到的問題越讓人絕望，解決問題之后的喜悅程度就越高。作為工科類的學(xué)生，以后工作了難

54、免要碰到許許多多的問題，不要絕望，堅(jiān)持，直到看到勝利的曙光。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》康華光 主編 高等教育出版社 。</p><p>　　2 《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試》第三版，謝自美 主編，華中科技大學(xué)出版社。</p><p>　

55、　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>　　為

56、什么不選擇用555芯片組成的多諧振蕩器來產(chǎn)生秒脈沖？</p><p>　　答：因?yàn)檫@是數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，顯示的是時(shí)間，對(duì)秒脈沖的精度要求相當(dāng)高，所以選擇晶振來產(chǎn)生脈沖，力求顯示時(shí)間的準(zhǔn)確性。</p><p>　　校時(shí)電路的原理是什么？</p><p>　　答：主要是通過與門的鎖門功能來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)與門的一個(gè)輸入端為0時(shí)，輸出肯定為0，當(dāng)與門的一端為1時(shí)，輸出跟另一段的輸入相