wl-1型數(shù)字電子鐘畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　題 目：WL-1型數(shù)字電子鐘</p><p>　　WL-1型數(shù)字電子鐘</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)字鐘電路一直以來是一種很經(jīng)典的數(shù)字電路，數(shù)字鐘的種類更是不計(jì)其數(shù)，其設(shè)計(jì)方方案也層出不窮。時(shí)間是衡量一切的尺度，所以

2、時(shí)間對每個(gè)人來說是無比重要的。在當(dāng)今社會(huì)人們更離不開時(shí)間，鐘、表以及一切可顯示時(shí)間的事物在我們周圍隨處可見。隨著科技的日星月異的發(fā)展，數(shù)字電子鐘/表以其體積小、重量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)取代了大多數(shù)古老的機(jī)械鐘/表。本數(shù)字鐘采取數(shù)字邏輯器件設(shè)計(jì)方案即使用市場上比較常用的74系列的集成芯片制作。電子鐘要有時(shí)、分、秒的顯示，并且要有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。任何一個(gè)鐘表都會(huì)有時(shí)間上的誤差，所以校時(shí)功能是必不可少的功能模塊。使用的主要芯片有555定時(shí)器、

3、十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74ls160、兩輸入與非門74ls00、7段數(shù)碼管譯碼器7448和7段數(shù)碼管等。電路的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生模塊用555定時(shí)器完成，記時(shí)模塊用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，其顯示模塊是由7段數(shù)碼管譯碼器7448和7段數(shù)碼管組成。此外該電路還有驗(yàn)燈功能。</p><p><b>　　關(guān)鍵字:</b></p><p>　　555定時(shí)器/十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器/7段數(shù)碼管譯碼器/7段

4、數(shù)碼管/時(shí)鐘信號(hào)/校時(shí)/整點(diǎn)報(bào)時(shí)/驗(yàn)燈</p><p>　　Digital electronic clock</p><p><b>　　Summary</b></p><p>　　Digital clock circuit has always been a classic digital circuits, numerous types o

5、f digital clock, designed party programs are endless. Time is the measure of all scales, time is extremely important for everyone. In today's society people can not do without, clocks and watches, as well as all disp

6、lay time things around us everywhere. With the technology Xingyue exclusive development of digital electronic clock / watch its small size, light weight, cheap, etc. have replaced most of the old mechan</p><p&

7、gt;<b>　　Keywords:</b></p><p>　　555 timer/ the counter of the decimal addition/ 7-segment decoder/ 7-segment LED clock signal/ school/ the whole point of time/ inspection lights</p><p&

8、gt;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄1</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案的選取與論證2</p><p>　　3 WL-1型數(shù)字電子鐘3</p><p>　　3.

9、1 WL-1型數(shù)字鐘電路框圖3</p><p>　　HYPERLINK \l _Toc2351 3.2 WL-1型數(shù)字鐘電路原理分析4</p><p>　　3.2.1 WL-1型數(shù)字鐘的整體電路原理圖5</p><p>　　3.2.2振蕩電路6</p><p>　　3.2.3計(jì)數(shù)電路9</p><p>　　3

10、.2.4 校時(shí)電路12</p><p>　　3.2.5 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路13</p><p>　　3.2.6 譯碼與顯示電路15</p><p>　　3.2.7驗(yàn)燈電路18</p><p>　　4 整機(jī)工作流程綜述18</p><p>　　4.1 數(shù)字電子鐘的仿真與PCB圖19</p><p

11、>　　4.1.1電子鐘仿真圖19</p><p>　　4.1.2數(shù)字電子鐘PCB圖20</p><p>　　圖15 數(shù)字電子鐘的PCB圖20</p><p><b>　　總結(jié)21</b></p><p><b>　　致 謝22</b></p><p>&l

12、t;b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著電子科技的日星月異的發(fā)展，特別是步入21世紀(jì)以來，電子技術(shù)更是得到了長足的進(jìn)步，各類電子產(chǎn)品也被應(yīng)用于人們生活中的方方面面，大到飛機(jī)火車，小到手機(jī)電燈。人們的生活越來越離不開電子，特別是電子鐘/表。古語有云：一寸光陰一寸金，在當(dāng)代這個(gè)快節(jié)奏的時(shí)

13、代這句話更是至理名言。笨重的鐘表的數(shù)字化不僅給人們的生活帶來了諸多的方便，更是以其重量輕、體積小在當(dāng)代得到了廣泛的普及。電子鐘的設(shè)計(jì)是數(shù)字電路設(shè)計(jì)初學(xué)者的很好題材，它的實(shí)現(xiàn)能夠使初學(xué)者對數(shù)字電路的深刻認(rèn)識(shí)，并加深對數(shù)電的理解。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案的選取與論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　單片機(jī)

14、至從上個(gè)世紀(jì)70年代問世以來，以其強(qiáng)大的功能、優(yōu)異的價(jià)格、優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)、輕小的體積在全世界得到了廣泛應(yīng)用，所以在這里可以用單片機(jī)結(jié)合軟件可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)多功能數(shù)字鐘。用單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)計(jì)周期短，造價(jià)便宜，選用器件少。而且可以加強(qiáng)對單片機(jī)和單片機(jī)的編程的了解。而缺點(diǎn)是：不能夠?qū)?shù)字電路的設(shè)計(jì)得到深刻的鍛煉。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p&

15、gt;　　該方案使用74系列的集成芯片74160、7448、7400等設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)序邏輯電路。用組合邏輯電路涉及數(shù)字鐘的優(yōu)點(diǎn)是：可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)者對數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力、擴(kuò)展設(shè)計(jì)者對74系列芯片和對相關(guān)芯片功能的認(rèn)識(shí)。而缺點(diǎn)是：器件種類多、造價(jià)相對較貴、PCD板制作繁瑣。</p><p><b>　　方案選取</b></p><p>　　基于以上方案的對比不能看出方案一的設(shè)計(jì)

16、優(yōu)點(diǎn)明顯高于方案二，但對于以加強(qiáng)硬件電路的設(shè)計(jì)、提高對理論知識(shí)的理解、PCB畫板和焊接技術(shù)，方案二是一個(gè)不錯(cuò)的方案，所以本電路的設(shè)計(jì)采用方案二。</p><p><b>　　二設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　一個(gè)電子鐘的基本功要有時(shí)、分、秒的顯示，并且時(shí)、分、秒的顯示位數(shù)各為兩位。每一個(gè)電子鐘/表都會(huì)有跑時(shí)誤差，所以電子鐘要有校時(shí)電路。電</p>

17、<p>　　路的時(shí)鐘震蕩頻率為1HK，為電路提供時(shí)鐘信號(hào)。此外電路要有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能和驗(yàn)燈功能。 </p><p><b>　　任務(wù)： </b></p><p>　　鞏固和加強(qiáng)已經(jīng)學(xué)過的基礎(chǔ)理知識(shí)</p><p>　　提高設(shè)計(jì)硬件電路和解決實(shí)際問題的能力</p><p>　　掌握基本元器件和芯片的功能及使用方法

18、</p><p>　　加強(qiáng)對protues和protle軟件的了解和學(xué)習(xí)</p><p>　　3 WL-1型數(shù)字電子鐘</p><p>　　3.1 WL-1型數(shù)字鐘電路框圖</p><p>　　WL-1型數(shù)字電子鐘的整體框圖如框圖一所示</p><p>　　圖1 WL-1型數(shù)字鐘電路框圖</p><

19、;p>　?。?）振蕩電路：時(shí)鐘電路是一個(gè)數(shù)字電路，所以要求其振蕩電路的輸出波形是矩形波，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)矩形波信號(hào)發(fā)生器，即多諧振蕩器。555定時(shí)器是目前市場上常用的集成芯片，由于其能夠在外圍連接上少量的電阻、電容就可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器，所以該芯片在設(shè)計(jì)振蕩電路等方面得到了廣泛的運(yùn)用。設(shè)計(jì)時(shí)，采用555定時(shí)器設(shè)計(jì)多諧振蕩器。要求多諧震蕩器的輸出頻率為1HZ。</p><p>　?。?）計(jì)時(shí)器電路

20、：電路的計(jì)時(shí)電路由時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)電路組成。其中時(shí)計(jì)數(shù)器有個(gè)位和十位組成，且個(gè)位為十進(jìn)制，十位為二進(jìn)制。分計(jì)數(shù)器有個(gè)位和十位組成，個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制，秒計(jì)數(shù)器有個(gè)位和十位組成，個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制。</p><p>　?。?）顯示電路：顯示電路有六個(gè)數(shù)碼管組成，其輸入顯示信號(hào)由7段數(shù)碼管譯碼器提供。7端數(shù)碼管譯碼器不僅為數(shù)碼管提供輸入信號(hào)，而且還肩負(fù)著數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路的功能，為數(shù)碼管正常工作提供足夠的工

21、作電流。</p><p>　?。?）整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：在絕大多數(shù)數(shù)字鐘電路中都有整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，其中有語音報(bào)時(shí)，固定音頻輸出報(bào)時(shí)，以此來提示整點(diǎn)時(shí)刻的到來。</p><p>　?。?）校時(shí)電路：當(dāng)數(shù)字鐘剛開啟或者時(shí)間有誤差時(shí)，需要進(jìn)行校時(shí)。校時(shí)方式采用手動(dòng)脈沖觸發(fā)方式。計(jì)數(shù)器接收到脈沖信號(hào)后改變計(jì)數(shù)值，從而達(dá)到校時(shí)的目的</p><p>　　3.2 WL-1型數(shù)字鐘電路原

22、理分析</p><p>　　電子鐘的震蕩電路是由555定時(shí)器和外接電阻電容構(gòu)成的。振蕩器為電路提供1HZ的時(shí)鐘信號(hào)，首先將555定時(shí)器搭建成一個(gè)遲滯比較器，再利用外部外接RC的充放電來實(shí)現(xiàn)方波信號(hào)的輸出。改變R、C的參數(shù)可以改變RC沖放電時(shí)間常數(shù)τ的數(shù)值，以達(dá)到1KH方波的輸出。將輸出的時(shí)鐘信號(hào)輸入由74ls160組成的計(jì)數(shù)電路模塊，其中時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器分別是由兩片74ls160組成的24進(jìn)制計(jì)數(shù)器、60進(jìn)制計(jì)數(shù)

23、器、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。然后將時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器的輸出信號(hào)輸入到七段數(shù)碼管譯碼管74ls48，最后七段數(shù)碼管由7448驅(qū)動(dòng)從而顯示出數(shù)字時(shí)間。</p><p>　　3.2.1 WL-1型數(shù)字鐘的整體電路原理圖</p><p>　　WL-1型數(shù)字電子鐘整體電路原理圖如圖2所示</p><p>　　圖2 WL-1型數(shù)字電子鐘整體電路 </p>&

24、lt;p><b>　　3.2.2振蕩電路</b></p><p>　　對于時(shí)鐘電路的振蕩電路有都種方案，比如：（1）石英晶體振蕩電路，（2）專用時(shí)鐘信號(hào)芯片，（3）由555定時(shí)器做成的多謝振蕩器，本電路采用由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。555定時(shí)器內(nèi)部電路圖如圖3所示。</p><p>　　圖3 555定時(shí)器內(nèi)部電路圖</p><p>

25、;　?。ㄒ唬?555定時(shí)器的組成</p><p>　　555定時(shí)器有五部分組成即分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器、晶體管開關(guān)電路和輸出緩沖器。</p><p>　　分壓器：三個(gè)5KΩ的電阻串聯(lián)組成一個(gè)分壓器，為兩個(gè)電壓比較器提供兩個(gè)參考電壓。其中比較器A1的參考電壓為2/3VCC，比較器A2的參考電壓為1/3VCC。其中5管腳外接電壓輸入端，可以改變比較器A1、A2的參考電壓，此外當(dāng)不需要改

26、變參考電壓時(shí)，5管腳可以通過一個(gè)0.01uf的電容接地，消除高頻噪聲干擾，已達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的。</p><p>　　比較器：555定時(shí)器有兩個(gè)參數(shù)相同的電壓比較器A1、A2，比較器的輸入電阻Ri的阻值非常大，故其輸入電流幾乎為0，有不取電流的特點(diǎn)。當(dāng)A1的輸入大于參考電壓2/3VCC時(shí)，其輸出為低電平（Vo=0），反之輸出為高電平（Vo=VCC）。當(dāng)A2的輸入大于參考電壓時(shí)，其輸出為高電平（Vo=VCC），反之

27、輸出為低電平（Vo=0）。</p><p>　　RS觸發(fā)器：這是一個(gè)典型的RS觸發(fā)器電路，有兩個(gè)與非門構(gòu)成，其輸出狀態(tài)有兩輸入端決定。</p><p>　　晶體管開關(guān)電路：當(dāng)晶體管的基極為低電平時(shí)三極管截止，當(dāng)晶體管的基極為高電平時(shí)三極管導(dǎo)通。</p><p>　　輸出緩沖器：輸出緩沖器不僅可以提高電路的負(fù)載能力，還能夠起到阻抗匹配的作用。</p>&

28、lt;p>　?。ǘ?555定時(shí)管腳功能</p><p>　　555定時(shí)器管腳功能如表1所示</p><p>　　表1 555定時(shí)器功能表</p><p><b>　?。ㄈ?多謝振蕩器</b></p><p>　　當(dāng)輸入端6號(hào)管腳和2號(hào)管腳相連時(shí)，定時(shí)器就構(gòu)成了遲滯比較器。如果讓遲滯比較器的輸入端電平在高低電

29、平間變換，就可以在遲滯比較器的輸出端得到一定頻率的多諧波。 基于這種思想，首先將定時(shí)器的輸入端TH、TR（6、2管腳）連接，即可得到一個(gè)施密特觸發(fā)器。外接電阻電容，就可以構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器。電路圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 多諧振蕩器組成圖</p><p>　　充電：當(dāng)電路剛開始工作時(shí)，電容C1上的電荷量量為零，輸出Vo為高電平，且管腳7呈現(xiàn)高阻態(tài)。此時(shí)電源VCC通過R0

30、、R1對電容C1進(jìn)行充電，當(dāng)電容C1兩端的電壓為3/2VCC時(shí)[充電時(shí)間]7管腳接地且輸出Vo為低電平，則電容C1通過R1接地放電，當(dāng)容兩端電壓降到1/3VCC時(shí)[放電時(shí)間]管腳7截止，電容C1又進(jìn)入到放電階段。充放電波形圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 振蕩器充放電波形圖 </p><p><b>　?。ㄋ模﹨?shù)的確定</b></p>&l

31、t;p>　　多謝振蕩器的震蕩周期 =1s，取電容C1為10uf，則計(jì)算得R1=R2=48K，輸出矩形波占空比q=/+=2/3。</p><p><b>　　3.2.3計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　該電路的計(jì)數(shù)設(shè)計(jì)利用74ls160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，所選芯片為脈沖前沿觸發(fā)方式。該芯片不僅可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，還可以被用來設(shè)計(jì)其他功

32、能電路，如控制電路等。</p><p>　　電子鐘有時(shí)、分、秒三種時(shí)間單位，其中時(shí)的計(jì)數(shù)進(jìn)制采用24小時(shí)制，分、秒都為60進(jìn)制，60秒為1分鐘，60分為1小時(shí)。時(shí)、分、秒的顯示位數(shù)都是兩位數(shù)。秒的單位為最小單位，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為59時(shí)并在下一個(gè)脈沖信號(hào)到來時(shí)，秒計(jì)數(shù)器清零，分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值加一。當(dāng)分計(jì)數(shù)器的技術(shù)數(shù)值達(dá)到60時(shí)，分計(jì)數(shù)器清“0”，同時(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器加1。秒分計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)計(jì)數(shù)器的進(jìn)制為24。7

33、4LS160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)上述的功能。當(dāng)ＬＤ＝１時(shí)進(jìn)行十進(jìn)制計(jì)數(shù)；當(dāng)ＬＤ＝０時(shí)，完成預(yù)置數(shù)碼功能。用于“秒鐘、分鐘、時(shí)鐘”的個(gè)位計(jì)數(shù)時(shí)，不需作任何改進(jìn)。但分、秒的十位計(jì)數(shù)器必須為6進(jìn)制，時(shí)的十位計(jì)時(shí)器為2進(jìn)制。</p><p>　　十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160引腳功能如表2所示</p><p>　　表2 74160引腳功能表</p><p>　?。ㄒ唬?0進(jìn)制

34、計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　工作原理</b></p><p>　　秒、分都都為同一種進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因?yàn)?4160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此需要兩片74160來設(shè)計(jì)一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。為滿足電路的需要第一片芯片不改變其進(jìn)制，仍是十進(jìn)制，第二片芯片的進(jìn)制數(shù)改為6進(jìn)制，所以要對第二篇計(jì)數(shù)器進(jìn)行修改。74160有異步復(fù)位和同步置數(shù)的功能，所以160計(jì)數(shù)

35、值的設(shè)計(jì)有兩種方式：一、有異步復(fù)位，二、同步置數(shù)。本電路采用同步置數(shù)，且U2的預(yù)置數(shù)設(shè)置為0000，當(dāng)U1、U2的計(jì)數(shù)值為59時(shí)，則在下一個(gè)脈沖前沿到來時(shí)，U1、U2應(yīng)當(dāng)全部輸出為“0”，所以應(yīng)當(dāng)在U1、U2的計(jì)數(shù)值為59時(shí)使U2裝入預(yù)置數(shù)0000。由以上分析不難看出將Q0、Q2接到一個(gè)兩輸入與非門，并將輸出連接到U2的預(yù)置數(shù)輸入引腳上，即可得到一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。該技術(shù)器的進(jìn)位輸出端為U2的進(jìn)位輸出端。</p><

36、;p><b>　　電路圖如圖6所示</b></p><p>　　圖6 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖</p><p>　　（二）24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　電路工作原理</b></p><p>　　該計(jì)數(shù)器的要求是：當(dāng)計(jì)數(shù)器U2、U1的計(jì)數(shù)值分別為2、3時(shí)，分、秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)

37、值都為59時(shí)，計(jì)數(shù)器要清零。由于U1、U2之間采用的是異步進(jìn)位的方式，如果采用同步置數(shù)法，則U1、U2不可能同時(shí)清零，所以只能采用異步復(fù)位法。時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器要在23時(shí)59分59秒全部清零，由于異步清零的速度很快，所以要在時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為24的時(shí)候輸入復(fù)位信號(hào)。將計(jì)數(shù)器U1的輸出端Q2和計(jì)數(shù)器U2輸出端Q2連接到兩輸入與非門U4輸入端。并將與非門的輸出端接至U1、U2的復(fù)位端MR。</p><p><b&g

38、t;　　電路圖如圖7所示</b></p><p>　　圖7 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖</p><p>　　3.2.4 校時(shí)電路</p><p>　　（一）校時(shí)電路的要求</p><p>　　時(shí)、分校時(shí)器在校時(shí)互不影響</p><p><b>　?。ǘ╇娐饭ぷ髟?lt;/b></p>

39、;<p>　　任何數(shù)字鐘都會(huì)在長時(shí)間跑時(shí)和重啟時(shí)都會(huì)有和規(guī)定時(shí)間有誤差，這時(shí)就需要進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。本電路校時(shí)電路實(shí)現(xiàn)的方法是采用脈沖觸發(fā)校時(shí)，即將時(shí)、分的個(gè)位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK通過一個(gè)開關(guān)連接到電源VCC，隨著開關(guān)的開啟閉合，時(shí)鐘信號(hào)的輸入端CLK接收到一些列脈沖信號(hào)。如果時(shí)鐘信號(hào)的輸入端CLK接收到脈沖信號(hào)，則計(jì)數(shù)器就會(huì)加一。</p><p><b>　　校時(shí)電路圖如圖8<

40、/b></p><p><b>　　圖8 校時(shí)電路圖</b></p><p>　　3.2.5 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p><b>　?。ㄒ?要求</b></p><p>　　1.當(dāng)時(shí)鐘顯示整點(diǎn)時(shí)間時(shí)，電路自動(dòng)有提示音響起。</p><p>　　2.提示音響一段時(shí)間后能

41、自動(dòng)停止。</p><p><b>　　(二)設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　數(shù)字鐘會(huì)在59分59秒時(shí)下一個(gè)脈沖到來時(shí)達(dá)到整點(diǎn)，因此可以將分計(jì)數(shù)器個(gè)位U1的Q3、Q0管腳，計(jì)數(shù)器十位U2的Q2、Q0管腳作為整點(diǎn)報(bào)時(shí)輸出信號(hào)去控制蜂鳴器的開啟和關(guān)閉。在這里選用的是有源壓電型蜂鳴器，該蜂鳴器主要有多諧震蕩器、壓電蜂鳴箱、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼組成。如果在蜂鳴器的兩

42、輸入端加上直流電壓時(shí)，蜂鳴器就會(huì)產(chǎn)生響聲。</p><p>　　當(dāng)采用59分報(bào)時(shí)時(shí)，報(bào)時(shí)時(shí)間為一分鐘，為了延長報(bào)時(shí)時(shí)間，本電路的報(bào)時(shí)時(shí)間定在58分。</p><p>　　報(bào)時(shí)電路圖如圖9所示</p><p><b>　　圖9 報(bào)時(shí)電路圖</b></p><p>　　3.2.6 譯碼與顯示電路</p><

43、;p>　　譯碼顯示電路如圖10所示</p><p>　　圖10 譯碼與顯示電路圖</p><p>　　（一）譯碼與顯示電路中主要器件的介紹</p><p>　?。?）七段譯碼器74LS48能介紹</p><p>　　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(hào)

44、輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器74LS48，用74LS48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)。 74LS48的管腳LT、RBI、BI/RBO都是低電平是起作用，作用分別為：</p><p>　　LT為燈測檢查

45、，用LT可檢查七段顯示器個(gè)字段是否能正常被點(diǎn)燃。</p><p>　　BI是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。</p><p>　　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。也可用共陰譯碼器74LS248，CD4511。</p><p&

46、gt;　　74ls48芯片的引腳圖如圖11所示</p><p>　　圖11 74ls48引腳圖</p><p><b>　?。?）數(shù)碼管</b></p><p>　　數(shù)碼管也叫LED數(shù)碼管，數(shù)碼管按段數(shù)可分為七段數(shù)碼和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼不同之處就是，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）。按發(fā)光二極管單元連接方式可

47、分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一

48、字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 </p><p>　　本電路采用的是共陰極數(shù)碼管，其輸入段連接的是7448七段譯碼器。由于7448的高電平輸出電流小，不足以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，所以需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。由于數(shù)碼管是共陰極數(shù)碼管，所以驅(qū)動(dòng)電路可以在數(shù)碼管的輸入端通過一組1K電阻接到電源VCC。</p><p>　　74ls48的功能表如表4所示

49、</p><p>　　表3 7448的功能表</p><p>　?。ǘ?電路的工作原理</p><p>　　譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成電路所需要的相應(yīng)輸出信號(hào)以表示編碼時(shí)所賦予原意的電路。常見的集成譯碼器有3—8譯碼器、二進(jìn)制譯碼器、二—十制譯碼器和BCD—7段譯碼器、數(shù)碼管用來顯示計(jì)時(shí)器輸出的結(jié)果。但是7段譯碼器的譯碼顯示電路框圖如圖12所示。<

50、/p><p>　　圖12 計(jì)數(shù)譯碼顯示電路框圖</p><p><b>　　3.2.7驗(yàn)燈電路</b></p><p><b>　　電路圖如圖13所示</b></p><p>　　圖13 驗(yàn)燈電路圖</p><p><b>　　設(shè)計(jì)原理</b></

51、p><p>　　由于該電路使用的數(shù)碼管比較多，在電子鐘的使用中難免會(huì)出現(xiàn)數(shù)碼管的某個(gè)段損壞。一但有數(shù)碼管損壞，就很難判斷問題出在電路上還是數(shù)碼管上，所以本數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)了驗(yàn)燈電路，這樣一來就很快檢測出問題是出在電路上，還是在LCD上，減少了檢查電路的時(shí)間，提高了效率。7748的LT為燈測輸入端，低電平有效。當(dāng)LT接收到‘0’時(shí)，不管其他輸入為何狀態(tài)，其輸出a~g輸出都為‘1’。7448正常工作時(shí)，驗(yàn)燈輸入端LT應(yīng)當(dāng)接

52、高電平，只有在需要驗(yàn)燈時(shí)LT端才接低電平‘0’。因此LT端應(yīng)當(dāng)連接到電源VCC。為了能隨時(shí)可以控制LT 端的電平高低，在VCC與LT端的連線間并聯(lián)一個(gè)開關(guān)，開關(guān)的另一端接地。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電源VCC直接接地，由于電流過大會(huì)損害電源，所以在電源與LT之間加上一個(gè)限流電阻，其阻值在幾百歐姆到幾千歐姆都可。</p><p>　　4 整機(jī)工作流程綜述</p><p>　　555構(gòu)成的振蕩器產(chǎn)生頻率

53、為1kz的矩形波時(shí)鐘信號(hào)，然后將時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)反向接入到60進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器的個(gè)位時(shí)鐘信號(hào)輸入端，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值達(dá)到60時(shí)，分計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)分計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到58時(shí)，說明此時(shí)已接近整點(diǎn)，蜂鳴器響起。分計(jì)數(shù)器歸零時(shí)后蜂鳴器停止工作，并且24進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器加一。時(shí)、分、秒的計(jì)數(shù)值經(jīng)譯碼后在數(shù)碼管是顯示出來。</p><p>　　4.1 數(shù)字電子鐘的仿真與PCB圖</p><p>　　4.1.1電子鐘

54、仿真圖</p><p>　　數(shù)字電子鐘仿真圖如14所示</p><p>　　圖14 數(shù)字電子鐘的仿真圖</p><p>　　4.1.2數(shù)字電子鐘PCB圖</p><p>　　數(shù)字電子鐘PCB圖如圖15所示</p><p>　　圖15 數(shù)字電子鐘的PCB圖</p><p><b>　

55、　總結(jié)</b></p><p>　　1.1 在設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分、秒計(jì)數(shù)器中，分、秒計(jì)數(shù)器不能出現(xiàn)60的數(shù)字輸出，只能在59數(shù)字輸出的下一個(gè)脈沖前沿到來時(shí)計(jì)數(shù)器清零。在剛開始開始無法實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)，最后發(fā)現(xiàn)原因出在剛開始設(shè)計(jì)時(shí)沒有留心74ls160的觸發(fā)方式。最后我采用異步方式，并將個(gè)位芯片的進(jìn)位輸出經(jīng)過非門后連接到十位的時(shí)鐘信號(hào)的輸入端。由此可以看出再設(shè)計(jì)時(shí)序電路時(shí)嗎，一定要了解芯片的觸發(fā)方式。</p&

56、gt;<p>　　1.2 在設(shè)計(jì)整體復(fù)位電路和驗(yàn)燈電路時(shí)，也遇到了一定的困難。在電路正常工作時(shí)期計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入端MR、七段譯碼器的驗(yàn)燈輸入端LT都是接高電平，所以當(dāng)在其連線間并聯(lián)一個(gè)接地的開關(guān)時(shí)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，雖然能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器復(fù)位和數(shù)碼管的驗(yàn)燈，但同時(shí)電源VCC也同時(shí)接地了。為了避免開關(guān)閉合時(shí)電流過大燒壞電源，我在電源和開關(guān)并聯(lián)的節(jié)點(diǎn)間串接了一個(gè)限流電阻。</p><p><b>　　設(shè)

57、計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　我在做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前很少有接觸到硬件電路的設(shè)計(jì)，所以在剛開始著手畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，我感覺自己沒有一點(diǎn)思緒，此時(shí)此刻才感到動(dòng)手能力的重要性。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我以前所學(xué)理論知識(shí)的一次檢測。在電路的原理方面，剛開始還有很多不解，于是只能重新查看以前所學(xué)的專業(yè)課本。我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間在查看專業(yè)課本的同時(shí)也把以前所學(xué)專業(yè)知識(shí)重新溫習(xí)了一

58、遍，使我對理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)提升到了一個(gè)新的高度，讓我懂得了如何將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。比如，以前在學(xué)習(xí)數(shù)字電路基礎(chǔ)時(shí)自知道背一些邏輯化簡公式和邏輯器件的種類及其功能，而不去考慮這些化簡公式和邏輯器件可以運(yùn)用在那些電路中。</p><p>　　我的實(shí)踐動(dòng)手能力也在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了很大的提升。我認(rèn)識(shí)了許多課本中所提及的集成芯片的事物，并且了解了各種集成芯片的參數(shù)，如輸入輸出電阻、輸出高低電平的電壓值以及閾值電壓等。更加

59、值得我慶幸的是：我學(xué)會(huì)如何使用protues和protel等軟件。有了這些EDA工具的使用大大簡化我的硬件電路設(shè)計(jì)的時(shí)間和經(jīng)理，并且對于修改電路原理圖更為方便和快捷。理論來源于實(shí)踐，而理論更是為以后的實(shí)踐提供了更好更大的舞臺(tái)，所以在以后的學(xué)習(xí)中我會(huì)加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。”凡事都

60、要計(jì)劃好，可能計(jì)劃趕不上變化，但如果沒有計(jì)劃，那永遠(yuǎn)趕不上計(jì)劃。如果沒有安老師的耐心指導(dǎo)就沒有這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，他一直嚴(yán)格要求我認(rèn)真完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，每一個(gè)過程都要提前做好規(guī)劃，不能臨時(shí)抱佛腳，臨渴掘井。從雙路開關(guān)報(bào)警器的電路分析、元器件的選擇以及最后實(shí)物電路的安裝、調(diào)試都得到了安老師的細(xì)心指導(dǎo)。</p><p>　　在**這所美麗里學(xué)習(xí)生活就像一首悠揚(yáng)的旋律。四年光陰如白駒過隙，我們的良好成長傾注的電子系各位老師

61、心血，你們博學(xué)、睿智、和藹可親，在學(xué)習(xí)和生活上給了我莫大的幫助，在此感謝你們的無私幫助和關(guān)懷。就像您們所期待的那樣：在奉獻(xiàn)中慢慢成長，當(dāng)?shù)臅r(shí)候我們一定會(huì)優(yōu)秀的不能被忽視，讓自己的信仰發(fā)光，靈魂獨(dú)唱的信仰發(fā)光，靈魂獨(dú)唱的信仰發(fā)光，靈魂獨(dú)唱的信仰發(fā)光，靈魂獨(dú)唱。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京:高等教

62、育出版社,2009</p><p>　　[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分.北京：高等教育出版社，2005</p><p>　　[3]陳小虎.電工實(shí)習(xí)（I）.北京:中國電力出版社，1996</p><p>　　[4]焦輜厚.電子工藝實(shí)習(xí)教程.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1993</p><p>　　[5]陳 堅(jiān).電力電子學(xué)[M].北京:高