《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書多功能數(shù)字鐘

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1、武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………… I Abstract…………………………………………………………………………………………… Ⅱ 1 數(shù)字鐘的構(gòu)成……………………………………………………………………… 1 1.1方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 2 1.1.1總方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 2 1.1.2部分電路方案設(shè)計(jì)……………………………………………………… 2 2 數(shù)字鐘單元電路的設(shè)計(jì)……………………………

2、……………………………… 4 2.1 振蕩器電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………4 2.2 時(shí)間計(jì)數(shù)單元設(shè)計(jì)……………………………………………………………4 2.2.1 集成異步計(jì)數(shù)器74LS90………………………………………………5 2.2.2 用74LS90構(gòu)成秒和分計(jì)數(shù)器電路………………………………… 6 2.2.3 用74LS90構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器電路……………………………………… 7 2.2.4 時(shí)間計(jì)數(shù)單元總電路………………………………………………… 8 2.3 譯碼顯示單元電路設(shè)計(jì)……………………………………………………… 9 2.3.1 譯碼

3、器74LS48 ……………………………………………………… 9 2.3.2 顯示器LG5011AH……………………………………………………11 2.3.3 譯碼顯示電路…………………………………………………………12 2.4 校時(shí)單元電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………13 2.5 報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………13 2.6 鬧鐘電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………15 3 數(shù)字鐘的實(shí)現(xiàn)電路及其工作原理…………………………………………………16 4仿真結(jié)果…………………………………

4、…………………………………………17 5 電路的安裝與調(diào)試…………………………………………………………………19 6課程設(shè)計(jì)心得與體會……………………………………………………………… 19 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 20 附錄1………………………………………………………………………………… 21 1 數(shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對標(biāo)準(zhǔn)頻率(1HZ)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。主要由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器顯示器和校時(shí)電路組成。振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，通常使用石英晶體震蕩器，然

5、后經(jīng)過分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，或者由555構(gòu)成的多諧振蕩器來直接產(chǎn)生1HZ的脈沖信號。秒計(jì)數(shù)器滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器顯示。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，當(dāng)計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，可以用校時(shí)電路校時(shí)、校分。還可實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)和鬧鐘的功能。如圖 1.1所示為數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖。 顯示器 顯示器 顯示器 譯碼器 譯碼器 譯碼器

6、 24進(jìn)制 60進(jìn)制 60進(jìn)制 整點(diǎn)報(bào)時(shí)及鬧鐘 校時(shí) 校分 晶體振蕩器 分頻器 圖1-1數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖 1.1方案設(shè)計(jì) 1.1.1總的方案設(shè)計(jì)： 方案一：用各種門電路直接搭接數(shù)字鐘電路，但此種方案花時(shí)間較多，所需元件眾多，電路復(fù)雜。 方案二：用計(jì)數(shù)器74LS90以及譯碼器74LS48等芯片組成電路，所需連線較第一種簡單很多，很容易實(shí)現(xiàn)。 方案三：用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)及顯示等

7、，這種方案簡單明了，只需要寫好程序就可以，很容易達(dá)到任務(wù)要求。但單片機(jī)對個(gè)人能力要求較高，需要系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。 綜上，由于本人還沒有學(xué)單片機(jī)所以決定采用第二種方案。 1.1.2 部分電路方案設(shè)計(jì)： 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，一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路構(gòu)成振蕩器。也可以由555定時(shí)器組成。 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)信號源。 圖1.1 555與RC組成的多諧振蕩器圖 2 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)說明書 方案二

8、: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。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。 圖 1.2 石英晶體振蕩器圖 方案三：由集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器。 圖 1.3 門電路組成的多諧振蕩器圖 經(jīng)論證石英晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)間信號準(zhǔn)確度較高，但做1hz的時(shí)鐘信號需要分頻器，電路會較復(fù)雜，采用門電路精度很低不宜使用，綜上應(yīng)選擇由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)間信號。 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

9、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。 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。 顯示電路的組成主要是數(shù)碼管，數(shù)碼管由7個(gè)發(fā)光二極管組成，行成一個(gè)日字形，它門可以共陰極，也可以共陽極，本設(shè)計(jì)中為共陰極七段顯示LED數(shù)碼管。 2 數(shù)字鐘單元電路的設(shè)計(jì) 2.1振蕩器電路設(shè)計(jì) 圖2.1 用555定時(shí)器組成振蕩器的電路 2.2時(shí)間計(jì)數(shù)單元設(shè)計(jì) 時(shí)間計(jì)數(shù)單元由時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)

10、和秒計(jì)數(shù)等幾個(gè)部分組成。時(shí)計(jì)數(shù)單元為24數(shù)器計(jì)數(shù)，其輸出為兩位8421BCD碼形式，分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)單元為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。本實(shí)驗(yàn)采取了用兩塊74LS90芯片進(jìn)行級聯(lián)來產(chǎn)生60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 2.2.1集成異步計(jì)數(shù)器74LS90 74LS90是異步二—五—十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，又可以作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。如圖2-2為74LS90引腳圖，表2.1為74LS90的功能表。 1 2 3 4 5 6 7 INA NC QA QD GND QB QC INB R01 R02 N

11、C Vcc R91 R92 74LS90 14 13 12 11 10 9 8 圖2.2 74LS90引腳圖 表2.1 74LS90的功能表 輸 入 輸 出 功 能 清 0 置 9 時(shí) 鐘 QD QCQBQA R01、R02 R91、R92 INA INB 1 1 0 0 0 0 0 0 清 0 0 0 1 1 1 0 0 1 置 9 0 0 0 0 ↓

12、 1 QA 輸 出 二進(jìn)制計(jì)數(shù) 1 ↓ QDQCQB輸出 五進(jìn)制計(jì)數(shù) ↓ QA QDQCQBQA輸出8421BCD碼 十進(jìn)制計(jì)數(shù) QD ↓ QAQDQCQB輸出5421BCD碼 十進(jìn)制計(jì)數(shù) 1 1 不 變 保 持 通過不同的連接方式，74LS90可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能，而且還可借助R01、R02對計(jì)數(shù)器清零，借助S91、S92將計(jì)數(shù)器置9。其具體功能詳述如下： (1)計(jì)數(shù)脈沖從INA輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 (2)計(jì)數(shù)脈沖從INB輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加

13、法計(jì)數(shù)器。 (3)若將INB和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由INA輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端， 則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 (4)若將INA與QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由INB輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端， 則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。 (5)清零、置9功能。 a) 異步清零 當(dāng)R01、R02均為“1”，S91、S92中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。 b) 置9功能 當(dāng)S91、S92均為“1”；R01、R02中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA＝1001。 2.2.2 用74LS90構(gòu)成秒和分計(jì)數(shù)器電

14、路 秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為10計(jì)數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將QA與INB相連即可。INA與1HZ秒輸入信號相連，QD可作為進(jìn)位信號與十位計(jì)數(shù)單元的INA相連。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)器的電路連接方法為：將QB ，QC分別與兩個(gè)清零端R01，R02相連接。QC可作為進(jìn)位信號與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的INA相連，如圖2.3所示。 圖2.3 秒和分計(jì)數(shù)器的連接電路圖 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，也是分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的QD作為進(jìn)位信號與分十位計(jì)數(shù)單元的INA相連，分十位計(jì)數(shù)單元的QC作為進(jìn)位信號應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)

15、數(shù)單元的INB相連。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)器的電路連接方法為：將QB ，QC分別與兩個(gè)清零端R01，R02相連接。 2.2.3用74LS90構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器電路 時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒個(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，所以在兩塊74LS90構(gòu)成的100進(jìn)制中截取24，就得在24的時(shí)候進(jìn)行異步清零。清零方法為：將兩片74LS90的兩個(gè)清零端R01和R02分別連接起來，再將時(shí)個(gè)位的QB 與R01相連，將時(shí)十位的QC 與R02相連接。如圖2-4所示電路 圖2.4 時(shí)計(jì)數(shù)器連接電路圖 2.2

16、.4 時(shí)間計(jì)數(shù)單元總電路 如圖2.5所示電路為數(shù)字鐘的時(shí)間計(jì)數(shù)單元電路連接圖，從圖中可以看出，所有的置9端及接地端都接地，所有74LS90的VCC都接上電源。 圖2.5 數(shù)字鐘的時(shí)間計(jì)數(shù)單元電路連接圖 2.3譯碼顯示單元電路設(shè)計(jì) 計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對時(shí)間的累計(jì)以8421BCD碼形式輸出，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)，并且為七段數(shù)碼管的正常工作提供足夠的工作電流。 譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼

17、的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲器尋址和組合控制信號等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。用于驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù)碼顯示常用的有74LS48。 2.3.1譯碼器74LS48 74LS48是BCD-7段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器，其輸出是OC門輸出且高電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。其功能是把輸入的8421BCD碼ABCD譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。由74LS48和LED七段共陰極數(shù)碼管組成一位數(shù)碼顯示電路。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)字顯示。在譯碼器輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)的R為限流電阻。當(dāng)數(shù)

18、字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖的作用下，就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號， 74LS48的管腳如圖2-6。在管腳圖中，管腳LT、RBI、BI/RBO都是低電平是起作用，作用分別為： LT為燈測檢查，用LT可檢查七段顯示器個(gè)字段是否能正常被點(diǎn)燃。 BI是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。 RBI是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅。BI/RBO是共用輸出端，RBO稱為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端RBI，在多位十進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，把多余零位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。 Vcc f g a b c d e B C LT BI/RBO

19、 RBI D A GND 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 74LS48 圖2.6 74LS48 的管腳圖 74LS48的功能：74LS48的功能表如下表所示： 表2.2 74LS48 BCD七段譯碼驅(qū)動(dòng)器功能表 74LS48引腳功能-----七段譯碼驅(qū)動(dòng)器功能表 十進(jìn) 制數(shù) 輸 入 BT/RB0 輸 出 LT RBI A B C D a b c d e f g 0 H / 0 0 0

20、 0 H 1 1 1 1 1 1 1 1 H / 0 0 0 1 H 0 1 1 0 0 0 0 2 H / 0 0 1 0 H 1 1 0 1 1 0 1 3 H / 0 0 1 1 H 1 1 1 1 0 0 1 4 H / 0 1 0 0 H 0 1 1 0 0 1 1 5 H / 0 1 0 1 H 1 0 1 1 0 1 1 6 H / 0 1 1 0 H 0 0 1 1 1 1 1 7

21、 H / 0 1 1 1 H 1 1 1 0 0 0 0 8 H / 1 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 1 9 H / 1 0 0 1 H 1 1 1 0 0 1 1 （1）譯碼功能：將LT，RBI和BI/RBO端接高電平，輸入十進(jìn)制數(shù)0~9的任意一組8421BCD碼（原碼），則輸出端a~g也會得到一組相應(yīng)的7位二進(jìn)制代碼（74LS48驅(qū)動(dòng)共陰極，輸出3FH、06H、5BH…；74LS47驅(qū)動(dòng)共陽極，輸出COH、F9H、A4H…）。如果將這組代碼輸入到數(shù)碼管，就可以顯示出相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。 （2

22、）試燈功能：給試燈輸入加低電平，而BI/RBO端加高電平時(shí)，則輸出端a~g均為高電平。若將其輸入數(shù)碼管，則所有的顯示段都發(fā)亮。此功能可以用于檢查數(shù)碼管的好壞。 （3）滅燈功能：將低電平加于滅燈輸入時(shí)，不管其他輸入為什么電平，所有輸出端都為低電平。將這樣的輸出信號加至數(shù)碼管，數(shù)碼管將不發(fā)亮。 （4）動(dòng)態(tài)滅燈功能：RBI端為滅零輸入端，其作用是將數(shù)碼管顯示的數(shù)字0熄滅。當(dāng)RBI=0，且DCBA=0000時(shí)，若LT=1，a~g輸出為低電平，數(shù)碼管無顯示。利用該滅零端，可熄滅多位顯示中不需要的零。不需要滅零時(shí)，RBI=1。 2.3.2顯示器LG5011AH 圖2-7是共陰極式LED數(shù)碼管的原理

23、圖，使用時(shí)公共陰極接地，使每個(gè)發(fā)光二極管都處于導(dǎo)通狀態(tài)，而且這7個(gè)發(fā)光二極管a到g分別由相應(yīng)的BCD七段譯碼器來驅(qū)動(dòng)。 圖 2.7 共陰極LED數(shù)碼管的原理圖 在這里，我們選用型號為LG5011AH的數(shù)碼管，LG5011AH的管腳功能圖如圖2-8所示， a b f c g d e 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g LG5011AH 圖2.8 LG5011AH的管腳圖 2.3.3譯碼顯示電路 譯碼顯示電路由共陰極譯碼器74LS48和七段數(shù)碼管LED組成。74LS48和LG5011A

24、H的連接圖如圖2-9所示。 74LS48 LG5011AH BI/RBO 4 5 3 A 7 B 1 C 2 D 6 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 a b f c g d e 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g LT RBI 圖2.9，譯碼顯示電路 2.4 校時(shí)單元電路設(shè)計(jì) 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率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入

25、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)信號與校正信號可以隨時(shí)切換的電路接入其中，并加入了0.01uf的電容來防抖動(dòng)。即如圖所示： 圖2.10 校時(shí)單元電路 2.5 報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì) 采用仿廣播臺整點(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、，最后一聲高音（約1KHz）發(fā)生在59秒。

26、在這里將舉例來說明它的工作原理。要求上午7時(shí)59分發(fā)出鬧時(shí)信號，持續(xù)1分鐘。設(shè)計(jì)如下： 7時(shí)59分對應(yīng)數(shù)字鐘的時(shí)時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，分十位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，分個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，若將上述計(jì)數(shù)器輸出為“1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，就可以使音響電路正好在7點(diǎn)59分響，持續(xù)1分鐘后（即8點(diǎn)）停響。所以鬧時(shí)控制信號Z的表達(dá)式為 式中，M為上午的信號輸出，要求M=1。 如果用與非門實(shí)現(xiàn)的邏輯表達(dá)式為： 在該電路圖中用到了4輸入二與非門74LS20，集電極開路的2輸入四與非門74LS03，因OC門的輸出端可以進(jìn)行“線與”，使用時(shí)在它們的輸出端與電源+5V端之間應(yīng)接一電阻RL

27、。RL的值由下式?jīng)Q定： =0.4V,=0.4mA,=2.4V,=50uA,=8mA,=100Ua;m為負(fù)載門輸入端總個(gè)數(shù)。 取RL=3.3KΩ。如果控制1KHz高音和驅(qū)動(dòng)音響電路的兩極與非門也采用OC門，則RL的值應(yīng)該重新計(jì)算。 由電路圖可以看見，上午7點(diǎn)59分，音響電路的晶體管導(dǎo)通，則揚(yáng)聲器發(fā)出1KHz的聲音。持續(xù)1分鐘到8點(diǎn)整晶體管因?yàn)檩斎攵藶椤?”而截止，電路停鬧。 2.11 報(bào)時(shí)電路 2.6鬧鐘電路設(shè)計(jì) 數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”；

28、或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管是鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定的要求。 圖2.12 鬧鐘電路 3 數(shù)字鐘的實(shí)現(xiàn)電路及其工作原理 數(shù)字鐘的完整電路圖如圖3.1所示： 圖3.1數(shù)字鐘原理圖 4 仿真結(jié)果 4.1 時(shí)鐘結(jié)果仿真 4.2 報(bào)時(shí)電路仿真 4.3 鬧鐘電路仿真 4.4 仿真結(jié)果分析 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，有譯碼、七段數(shù)碼顯示功能，能顯示時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的結(jié)果，比如計(jì)

29、數(shù)，同時(shí)多功能模塊校時(shí)功能和報(bào)時(shí)功能及鬧鐘功能都可以使用。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。 5電路的安裝與調(diào)試 安裝與調(diào)試步驟：按照圖3.1所示的數(shù)字鐘系統(tǒng)組成框圖，先將秒個(gè)位、秒十位、分個(gè)位、分十位、時(shí)個(gè)位、時(shí)十位分級焊接，在經(jīng)過調(diào)試沒有出現(xiàn)問題后再將它們一一逐級級聯(lián)，級聯(lián)后再進(jìn)行整體計(jì)時(shí)電路的調(diào)試，若此電路能夠進(jìn)行正常計(jì)數(shù)，那么一個(gè)完整的計(jì)時(shí)電路就出來了。最后分別進(jìn)行秒脈沖發(fā)生器及調(diào)時(shí)電路的安裝，經(jīng)調(diào)試沒有出現(xiàn)問題，再將它們與計(jì)時(shí)電路連接。最后進(jìn)行整體電路（即數(shù)字鐘）的調(diào)試。 6課程設(shè)計(jì)心得體會 通過本次課程設(shè)計(jì),我明白了一

30、個(gè)道理:無論做什么事情,都必需養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真,善思的工作作風(fēng).我這畢業(yè)設(shè)計(jì)由于我采用的是數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的,所以電路較復(fù)雜,但是容易理解.每一部分我都能理解并且能有多種設(shè)計(jì)方法. 時(shí)間很緊，從開始準(zhǔn)備課設(shè)到結(jié)束大約一個(gè)星期的時(shí)間，在這期間還要準(zhǔn)備各種考試考完了就要進(jìn)行答辯顯得很匆忙。買回來原件就按照電路總圖進(jìn)行焊接，看著密密麻麻的交叉線作為一個(gè)很少動(dòng)手焊接的人來說心里有點(diǎn)發(fā)虛，感覺好難。只得硬著頭皮繼續(xù)做下去，雖然老出錯(cuò)還弄的很慢還老碰到電烙鐵，但慢慢的就越來越熟練了，讓我明白了熟能生巧只有平時(shí)多練到要運(yùn)用這個(gè)技能的時(shí)候才會很熟練。 雖然基本上元件都焊上去了也努力了啊，但由于本身能力有限加上

31、時(shí)間很緊，結(jié)果沒有預(yù)想的效果也是早就想到的。享受的是這個(gè)過程，結(jié)果與預(yù)想的一樣固然很讓人興奮但沒有達(dá)到預(yù)定的目的也沒有什么關(guān)系，至少鍛煉了下自己的動(dòng)手能力，了解了不管做什么事細(xì)心有耐心是很重要的。 總之從這次數(shù)電課設(shè)中得到了很多東西，同時(shí)也暴露出自己的許多不足，在以后的學(xué)習(xí)過程中要慢慢的去彌補(bǔ)這些不足。 參考文獻(xiàn) [1] 伍時(shí)和主編. 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》. 清華大學(xué)出版社，2009年4月 [2] 吳友宇主編. 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》. 清華大學(xué)出版社，2009年5月 [3] 呂思忠主編. 《數(shù)子電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008年

32、1月 [4] 高吉祥主編．《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》．北京：電子工業(yè)出版社，2002 [5] 彭介華主編. 《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》. 高等教育出版社，2002年 附錄1： 元器件清單 器件型號 用途介紹 數(shù)量 7seg-com-cat 數(shù)碼顯示器 6 74LS48 譯碼器 6 74LS90 二-五,十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 7 74LS92 十二分頻計(jì)數(shù)器 2 555 555定時(shí)器 1 Res 電阻 5 Cap 電容 2 Speaker 揚(yáng)聲器 2 Button 開關(guān) 2 Nand 與非門 5 Nand_4 4輸入與非門 2 Not 非門 4 74LS20 4輸入端雙與非門 2 74LS03 集電極開路2輸入端四與非門 2 74LS00 2輸入端四與非門 1 NPN NPN 1 22