2017畢業(yè)論文-數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　由于我門學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)等課程，另外還做過(guò)模擬、數(shù)字電子技術(shù)等實(shí)踐訓(xùn)練。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以根據(jù)自己掌握的數(shù)字電路

2、知識(shí)，再結(jié)合其他專業(yè)課知識(shí)，我選擇了《數(shù)字電子鐘兼鐘控定時(shí)器》這個(gè)題目。在制作這個(gè)電路的基礎(chǔ)上可以看出自己對(duì)數(shù)字電路及其它專業(yè)課的掌握程度，因而很適合畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目要求。再者數(shù)字電子鐘在我們的實(shí)際生活中經(jīng)常見(jiàn)到，它的精度、穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了機(jī)械鐘表，因此得到了廣泛的使用。</p><p><b>　　1.2 發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著社會(huì)的進(jìn)步，信息化產(chǎn)

3、業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品的技術(shù)含量也越來(lái)越來(lái)高，數(shù)字電子技術(shù)的掌握和發(fā)展是對(duì)新知識(shí)新技術(shù)接軌的一種直接途徑；再加上定時(shí)器部分自動(dòng)設(shè)置的結(jié)合可以說(shuō)這也是一個(gè)現(xiàn)代化產(chǎn)品。雖然現(xiàn)在它的技術(shù)含量并不高，但我相信通過(guò)努力創(chuàng)新和不斷的改進(jìn)與改裝，也將會(huì)成為一種實(shí)用性強(qiáng)、水平高的產(chǎn)品。可以知道《數(shù)字電子鐘兼鐘控定時(shí)器》這是以社會(huì)生活相接軌的課題，因此它會(huì)得到社會(huì)的認(rèn)可和使用。</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)工具的簡(jiǎn)介&l

4、t;/p><p>　　2.1 Protel DXP簡(jiǎn)介</p><p>　　隨著科技與技術(shù)的發(fā)展，手工制作印制板逐漸被軟件代替了。Protel DXP就</p><p>　　取代了在電子行業(yè)的手工印制板，Protel DXP功能具有：電路原理圖的設(shè)計(jì)<Schematic Document>，原理圖元件編輯器<Shematic Library>，印

5、制電路板設(shè)計(jì)編輯器<PCB Document>，印制電路板元件封裝編輯器<PCB Library>，印制板打印編輯器<PCB Printer>等等。它是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集成于一身，完成電路原理圖到最終印制電路板設(shè)計(jì)全過(guò)程的應(yīng)用型軟件，成為當(dāng)今最為流行的電路設(shè)計(jì)制版軟件。</p><p>　　2.2 數(shù)字電子技術(shù)簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)字電子技術(shù)是

6、一門發(fā)展迅速、實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)。《數(shù)字電子技術(shù)》內(nèi)容包括數(shù)制和碼制、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、邏輯門電路、集成觸發(fā)器和脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和整形等。還包括內(nèi)容有組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件，介紹了中規(guī)模集成電路的邏輯功能及其擴(kuò)展運(yùn)用，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)正確選擇集成器件進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)和解決較復(fù)雜問(wèn)題的能力。</p><p>　　第3章 基本原理與方案設(shè)計(jì)</

7、p><p><b>　　3.1 基本原理</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘一般由六個(gè)部分組成，其中振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)的秒信號(hào)發(fā)生器，由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。秒信號(hào)送入計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的十進(jìn)制數(shù)字顯示出來(lái)。“時(shí)”顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成，“分”、“秒”顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯

8、示器構(gòu)成。</p><p><b>　　3.2 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.2.1 方案一</b></p><p>　　分析數(shù)字電子鐘的原理，可分為以下幾個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：①60Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器：60Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)

9、過(guò)整形、分頻獲得60Hz的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。②計(jì)數(shù)譯碼顯示:秒、分、時(shí)分別為六十、六十、二十四進(jìn)制，可以采用同步或異步中規(guī)模計(jì)數(shù)器完成。 ③譯碼采用4/7譯碼器驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極數(shù)碼管。④校正電路：由于走時(shí)不準(zhǔn)確而造成顯示的時(shí)間快或慢，就要對(duì)表進(jìn)行校準(zhǔn)。這一功能利用手動(dòng)單脈沖或連續(xù)脈沖對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。⑤整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：當(dāng)數(shù)字鐘顯示59min變?yōu)?0min時(shí)，開(kāi)始整點(diǎn)報(bào)時(shí)。⑥定時(shí)定鬧電路：如定開(kāi)時(shí)間到，則繼電器開(kāi)觸點(diǎn)閉合，如定關(guān)時(shí)間到，則繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)

10、。其原理框圖如圖3.2.1所示。</p><p>　　振蕩器可采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器，或者石英晶體振蕩器；分頻器可以采用CD4060通用型集成電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的分頻信號(hào)；可以采</p><p>　　用4片雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS390構(gòu)成8位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用74LS48組成譯碼</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)電路。</b>

11、</p><p><b>　　3.2.2 方案二</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和原理，數(shù)字鐘可用中小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集</p><p>　　圖3.2.1 數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器方案一框圖</p><p>　　成電路制作。數(shù)字鐘專有集成電路有多種，有的沒(méi)有定時(shí)功能，有的只有單定時(shí)功能。而本課題要求具

12、有雙定時(shí)功能，通過(guò)查找資料可知，可以選用集成電路LM8364較為合適。 其原理框圖如圖3.2.2所示：</p><p>　　圖3.2.2 數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器方案二框圖</p><p>　　LM8364除了用做數(shù)字鐘外，還可兼做鐘控定時(shí)器。這種鐘控定時(shí)器具有24h</p><p>　　任意時(shí)間開(kāi)、任意時(shí)間關(guān)、1h定時(shí)輸出等功能，適合家庭某些電器每天一次的自動(dòng)控制。數(shù)

13、字鐘由60Hz信號(hào)產(chǎn)生電路、時(shí)鐘IC、LED顯示、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、定時(shí)定鬧電路、控制電路等組成。</p><p>　　3. 3 方案論證與比較</p><p>　　數(shù)字鐘可用中小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集成電路制作。若用方案</p><p>　　一的中小規(guī)模集成電路制作，至少需要震蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器等電路，</p><p>　　

14、所用的元器件較多，僅計(jì)數(shù)器就需要好多塊，雖然原理簡(jiǎn)單，但所畫(huà)出的原理圖比較復(fù)雜，功能單一。如果用方案二中的 LM8364設(shè)計(jì)數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器，其電路較為簡(jiǎn)單，而且實(shí)用可靠，走時(shí)準(zhǔn)確，制作容易。如果僅顯示時(shí)間之用，只需振蕩器、時(shí)鐘集成電路和顯示器就能實(shí)現(xiàn)。因此本課題采用方案二中的時(shí)鐘專用大規(guī)模集成電路來(lái)設(shè)計(jì)制作。</p><p>　　第4章 核心器件介紹</p><p>　　4.1 LM

15、8364簡(jiǎn)介</p><p>　　LM8364是日本三洋公司的產(chǎn)品，是采用PMOS工藝制成的大規(guī)模集成電路，電源電壓范圍寬（直接驅(qū)動(dòng)LED顯示，電源為6.5~16V，驅(qū)動(dòng)熒光數(shù)碼管顯示，電源為6.5~21V）。LM8364的引腳如圖4.1.1所示。</p><p>　　LM8364具有如下特點(diǎn)：除實(shí)時(shí)顯示“時(shí)/分”外，還可顯示“月/日” ；可按12h或24h方式工作，12h系統(tǒng)帶有AM/P

16、M顯示；可設(shè)置兩個(gè)報(bào)警輸出；有減法計(jì)時(shí)的定時(shí)功能，最大定時(shí)59min；在出現(xiàn)電源斷電等故障時(shí)可全位“閃爍”顯示。</p><p>　　4.2 LM8364內(nèi)部電路框圖</p><p>　　CR輸入— —報(bào)警1輸出（定開(kāi)輸出）</p><p>　　PM輸出— —AM輸出</p><p>

17、　　1 Hz輸出— —10小時(shí)b和c</p><p>　　24/12小時(shí)選擇— —f</p><p>　　（定開(kāi)輸入）報(bào)警1顯示輸入— —g</p><p>　　50/60Hz選擇— —a</p><p>　　50/60Hz

18、輸入— —b小時(shí)</p><p>　　調(diào)小時(shí)— —d</p><p>　　調(diào)分鐘— —c</p><p>　　秒顯示輸入— —e</p><p>　?。ǘP(guān)輸入）報(bào)警2顯示輸入— —f<

19、/p><p>　　到計(jì)時(shí)顯示輸入— —g</p><p>　　VSS— —a與d10分</p><p>　　報(bào)警1關(guān)閉輸入— —b</p><p>　　到計(jì)時(shí)輸出— —e</p><p>　　報(bào)警2關(guān)閉

20、輸入— —c</p><p>　　（定關(guān)輸出）報(bào)警2輸出— —分f</p><p>　　打盹輸入/顯示月日— —分g</p><p>　　VDD— —分a</p><p>　　分c— —分b&l

21、t;/p><p>　　分d— —分e</p><p>　　圖4.1.1 LM8364的引腳圖</p><p>　　LM8364內(nèi)部電路復(fù)雜，由振蕩器、分頻器、加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、驅(qū)動(dòng)電路等組成。LM8364內(nèi)部電路方框圖如4.2.1所示。</p><p>　　4.3 LM8364的功能</p><

22、;p>　　（1）1腳CR輸入：1腳輸入RC=150k×6800pF時(shí)，則產(chǎn)生f0=1600Hz的振蕩，經(jīng)內(nèi)部32級(jí)分頻后得到50Hz的時(shí)鐘信號(hào)；1腳輸入RC=130k×6800pF時(shí)，則產(chǎn)生f0=1920Hz的振蕩，經(jīng)內(nèi)部32分頻后得到60Hz的時(shí)鐘信號(hào)。用50Hz交流電源時(shí)，工頻50Hz可作為時(shí)鐘輸入。</p><p>　　（2）4腳12/24小時(shí)選擇：懸空為12h工作，連接VDD為2

23、4小時(shí)（利用AM與PM及10小時(shí)b/c端。</p><p>　?。?）6腳50/60Hz選擇：懸空時(shí)用60Hz工作，連接VDD時(shí)用50Hz工</p><p><b>　　作。</b></p><p>　?。?）10腳秒顯示輸入：按S6，分鐘位置顯示秒數(shù)字（如圖4.3.1所示功能示意圖）。</p><p>　?。?）18腳

24、打盹輸入：按S7，顯示“月/日”，且使兩個(gè)報(bào)警輸出暫停10</p><p><b>　　分鐘。</b></p><p>　?。?）8腳調(diào)小時(shí)：按S2，可調(diào)小時(shí)。</p><p>　?。?）9腳調(diào)分鐘：按S3，可調(diào)分鐘。</p><p>　?。?）5腳定開(kāi)輸入：按S1，顯示定開(kāi)時(shí)間，同時(shí)按S2，可以調(diào)定開(kāi)時(shí)間的“小時(shí)”時(shí)間

25、；按S1的同時(shí)按S3，可以調(diào)定開(kāi)時(shí)間的“分鐘”時(shí)間。</p><p>　?。?）11腳定關(guān)輸入：按S4，顯示定關(guān)時(shí)間，同時(shí)按S3，可以調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間。倒計(jì)時(shí)時(shí)間可設(shè)置為1~59min的某一數(shù)值。</p><p>　?。?0）12腳倒計(jì)時(shí)輸入：按S5，顯示59min，同時(shí)按S3，可以調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間。倒計(jì)時(shí)時(shí)間可以設(shè)置為1~59min的某一數(shù)值。</p><p>　　（11

26、）定開(kāi)功能：到定開(kāi)時(shí)間，42腳輸出高電平，此時(shí)若按打盹輸入S7，則42腳輸出變?yōu)榈纂娖?，維持10min后又變?yōu)楦唠娖健?2腳輸出的高電平維持59min后自動(dòng)變?yōu)榈纂娖?。?dāng)42腳為高電平時(shí)，按報(bào)警1關(guān)閉輸入S8，42腳變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　?。?2）定關(guān)功能：到定關(guān)時(shí)間，17腳輸出高電平，此時(shí)若按打盹輸入S7，</p><p>　　則17腳輸出變?yōu)榈纂娖?，維持10min后又變?yōu)楦唠?/p>

27、平。17腳輸出的高電平維持59min后自動(dòng)變?yōu)榈纂娖健．?dāng)17腳為高電平時(shí)，按報(bào)警2關(guān)閉輸入S9，17腳變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　?。?3）計(jì)時(shí)功能：按S5，15腳輸出高電平，到倒計(jì)時(shí)時(shí)間后，15腳輸出變?yōu)榈碗娖?。為配合LM8364，應(yīng)采用內(nèi)部為共陰極且為單陰極連接的發(fā)光二極管顯示屏，共陰單陰LED顯示屏的第一腳為公共陰極。對(duì)于其余各腳，可自己測(cè)出對(duì)應(yīng)的字段。</p><p><

28、b>　　CR輸入</b></p><p><b>　　12/24小時(shí)選擇</b></p><p>　　50/60Hz輸入</p><p><b>　　50/60Hz選擇</b></p><p><b>　　秒10小時(shí)</b></p>&l

29、t;p><b>　　數(shù)字顯示</b></p><p><b>　　報(bào)警輸出時(shí)</b></p><p><b>　　報(bào)警1關(guān)小時(shí)數(shù)</b></p><p>　　報(bào)警2關(guān)日字顯示</p><p><b>　　打盹</b></p>

30、<p>　　倒計(jì)時(shí)輸出月10分?jǐn)?shù)</p><p><b>　　字顯示</b></p><p><b>　　報(bào)警1</b></p><p><b>　　分?jǐn)?shù)字</b></p><p><b>　　報(bào)警2顯示</b></p>

31、<p><b>　　倒計(jì)時(shí)</b></p><p><b>　　調(diào)計(jì)時(shí)</b></p><p><b>　　調(diào)分鐘</b></p><p><b>　　報(bào)警1顯示</b></p><p><b>　　報(bào)警2顯示</b>&l

32、t;/p><p><b>　　秒顯示</b></p><p><b>　　到計(jì)時(shí)顯示</b></p><p>　　圖4.2.1 LM8364內(nèi)部電路方框圖</p><p>　　圖4.3.1 8364功能示意圖</p><p><b>　　第5章 設(shè)計(jì)過(guò)程</

33、b></p><p>　　5.1 60Hz信號(hào)產(chǎn)生電路</p><p>　　數(shù)字鐘走時(shí)是否準(zhǔn)確在于60Hz信號(hào)的精確度。LM8364的第一腳可外接RC產(chǎn)生50/60Hz信號(hào)，用此方法精度較低。圖5.1.1所示的3種電路能產(chǎn)生60Hz精密信號(hào)。（a）圖的集成電路為MM5369；（b）圖用CD4060和與非們CD4012構(gòu)成，用MM5369電路雖然方便，但CD4060比MM5369更容易

34、買到；（c）圖用CD4040和反相器組成，CD4040是12級(jí)脈動(dòng)進(jìn)位二進(jìn)制分頻電路，其12腳Q8輸出頻率f0≈60.01465201Hz，其誤差§≈2.442×10-4。本數(shù)字鐘采用（b）圖所示的電路作為時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　60Hz信號(hào)產(chǎn)生電路圖（a）</p><p>　　60Hz信號(hào)產(chǎn)生電路圖（b）</p><p>　　60Hz

35、信號(hào)產(chǎn)生電路圖（c）</p><p>　　圖5.1.1 60Hz信號(hào)產(chǎn)生電路</p><p>　　CD4060為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器/分頻器，其內(nèi)部帶有振蕩器，可外接電阻和電容構(gòu)成RC振蕩器，也可以通過(guò)外接晶體構(gòu)成高精度的振蕩器。CD4060有14級(jí)計(jì)數(shù)器，但只引出10個(gè)輸出端。CD4060還有一個(gè)公共的清零端，只要在清零端加一個(gè)高電平或正脈沖，即可使計(jì)數(shù)器輸出全部為“0”電平，并迫使

36、振蕩器停振。CD4060外接32768Hz的晶體和電阻產(chǎn)生32768Hz的振蕩信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部電路分頻后從13腳輸出64Hz的信號(hào)，從CD4060的第3，2，1，5，腳取出Q14（2Hz），Q13（4Hz），Q12（8Hz）,Q10(16Hz)四個(gè)信號(hào)，使其每半秒封鎖第2個(gè)與非門G2兩次（即每秒可去掉4個(gè)脈沖），從而輸出高精度的60Hz信號(hào)。其工作波形如圖5.1.2所示。</p><p>　　關(guān)于精密60Hz信號(hào)的產(chǎn)

37、生電路，除了圖5.1.1所示的3種外，還有其他的電路形式，這里就不一一介紹了。</p><p>　　圖.5.1.2 60Hz信號(hào)產(chǎn)生原理</p><p>　　5.2 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p>　　當(dāng)數(shù)字鐘顯示59min變?yōu)?0min時(shí)，應(yīng)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。根據(jù)分析，十分位顯示數(shù)字2，3，4，5時(shí)，十分位的g段始終是亮的；十分位顯示數(shù)字0與1時(shí)，十分位的g段是滅的。因此

38、十分位的g段由亮變滅只發(fā)生在59min變?yōu)?min時(shí)，這樣可用十分位的g段作為整點(diǎn)報(bào)時(shí)的觸發(fā)信號(hào)。</p><p>　　數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器原理圖如后附頁(yè)〈一〉所示，圖中沒(méi)標(biāo)型號(hào)的二極管為IN4148，電解電容的耐壓為16V。</p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路來(lái)控制。當(dāng)十分位的g段由亮變滅時(shí)，經(jīng)微分限幅后觸發(fā)IC1的第二腳，IC1的第三腳輸出高電平，觸發(fā)音樂(lè)片，奏響一

39、手歌之后停止。由于第3腳的輸出接有光敏電阻，因此白天光敏電阻的阻值小可觸發(fā)音樂(lè)片，夜晚光敏電阻的阻值很大，不能觸發(fā)音樂(lè)片。沒(méi)有觸發(fā)時(shí)IC1的第二腳電壓大雨VDD/3（由R1，VD1，R2決定），第3腳輸出低電平。</p><p>　　假設(shè)忽略二極管VD1的壓降，根據(jù)IC1的第二腳電壓要求，應(yīng)滿足</p><p><b>　　即</b></p><p

40、><b>　　2R1＞R2</b></p><p>　　取R2為51K，但R1不能取值過(guò)大，否則整點(diǎn)將無(wú)法觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，這里取R1為30K。</p><p>　　R3與C2的取值應(yīng)保證輸出暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間tp小于音樂(lè)片一手歌的時(shí)間，這里取R3為30K，C2為33F/16V的電解電容（因電源為9V），則tp為</p><p>　　tp=1.1

41、R3C2=1.1301033310-6=1.1S</p><p>　　音樂(lè)片選擇HL9300F，R6選390/ 1/4W，光敏電阻選擇暗電阻大雨10M的元器件。</p><p>　　5.3 定時(shí)鬧鐘電路</p><p>　　根據(jù)雙定時(shí)功能，如定開(kāi)時(shí)間到，則繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，如定關(guān)時(shí)間到，則繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。定時(shí)定鬧電路應(yīng)為RS或JK觸發(fā)器，在整機(jī)電路圖中IC3A

42、和IC3B構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，C8與R34組成微分電路（它們的取值要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)定），從而保證電源接通瞬間或者非門IC3的第1腳為高電平，第3腳輸出低電平，三極管VT1截止，蜂鳴器不會(huì)向，繼電器不會(huì)吸合。當(dāng)定開(kāi)定鬧的時(shí)間到時(shí)，數(shù)字鐘集成電路LM8364的第42腳輸出輸出高電平，使RS觸發(fā)器置高電平，IC3的第3腳輸出高電平，蜂鳴器響，繼電器吸合。當(dāng)定關(guān)時(shí)間到時(shí)，LM8364的第17腳輸出高電平，RS觸發(fā)器復(fù)位，VT1截止，繼電器斷開(kāi)。&l

43、t;/p><p>　　倒計(jì)時(shí)：按S5 ，LM8364的第15腳輸出高電平，同時(shí)按S3，則調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí)間，第15腳輸出的高電平使VT1導(dǎo)通，繼電器吸合；當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，第15腳輸出低電平，繼電器斷開(kāi)。</p><p>　　5.4 誤報(bào)時(shí)控制電路</p><p>　　VD11～VD15和IC5及或非門是為了防止調(diào)整時(shí)間產(chǎn)生誤報(bào)時(shí)、繼電器誤動(dòng)作</p><

44、;p>　　或始終誤鬧。調(diào)小時(shí)/分鐘、調(diào)定開(kāi)/定關(guān)時(shí)間、調(diào)倒計(jì)時(shí)時(shí)間可能會(huì)出現(xiàn)十分位</p><p>　　的g段由亮變滅的情況。為了防止誤報(bào)時(shí),調(diào)時(shí)間時(shí),觸發(fā)IC5構(gòu)成的第二腳, 由IC5構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路的輸出反相后使IC1復(fù)位,從而不能觸發(fā)音樂(lè)片。調(diào)各種時(shí)間時(shí)可能經(jīng)過(guò)定開(kāi)/定關(guān)的時(shí)間,為了防止蜂鳴器誤響或繼電器誤動(dòng)作,調(diào)時(shí)間時(shí), IC5第三腳輸出的高電平加到LM8364的第14腳和第16腳,從而保證定開(kāi)輸出

45、和定關(guān)輸出為低電平,使VT1截止,保證繼電器不會(huì)誤動(dòng)作,蜂鳴器不響。</p><p>　　R32與R9的取值方法與R3與C2相同,此時(shí)暫穩(wěn)態(tài)的時(shí)間約取1～2min。整點(diǎn)</p><p>　　報(bào)時(shí)和定鬧共用一個(gè)蜂鳴器,整點(diǎn)報(bào)時(shí)蜂鳴器唱歌,定鬧時(shí)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。</p><p>　　第6章 原理圖與PCB板設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 原

46、理圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)對(duì)單元電路的分析和設(shè)計(jì),我們可以設(shè)計(jì)出本課題的電路原理圖,因此采用Protel DXP設(shè)計(jì)軟件我們就可以很方便的畫(huà)出電路原理圖。但是在設(shè)計(jì)電路原理圖之前,必須按照規(guī)范的流程進(jìn)行設(shè)計(jì),掌握好相關(guān)的原理圖設(shè)計(jì)工具,并設(shè)置好相關(guān)的參數(shù),這樣才能方便快捷地設(shè)計(jì)出所需要的原理圖。原理圖如后附錄一所示。</p><p>　　6.2 PCB板的設(shè)計(jì)</p>

47、<p>　　由于此電路采用單面板制作, 所以我們用Prtel DXP工具來(lái)設(shè)計(jì)生成PCB板, 其設(shè)計(jì)步驟為：</p><p>　　(1)單擊File/New,新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。</p><p>　　(2)進(jìn)入剛建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行File\New命令，從選擇原理圖編輯器需（schemati Document）圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)，建立原理圖設(shè)計(jì)文檔。</p><p

48、>　　(3)雙擊文檔圖標(biāo)，進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)編輯器，完成原理圖設(shè)計(jì)。（需加載的:Miscellaneous.lib,路徑C:\program files\Design Exploer 99\Liberey\Sch文件夾）</p><p>　　(4)使用Prtel 99的電器規(guī)則，執(zhí)行菜單命令Tool\ERC對(duì)畫(huà)好的電路原理圖進(jìn)行電器規(guī)則檢查。若有錯(cuò)誤情況進(jìn)行改正。</p><p>　　(

49、5)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表可以生成具有元件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表 。</p><p>　　(6)執(zhí)行File\New菜單命令，從框中選擇PCB設(shè)計(jì)編輯器（PCB Document）圖標(biāo)，雙擊圖標(biāo)建立PCB設(shè)計(jì)文檔。</p><p>　　(7)裝入元件封裝庫(kù)執(zhí)行菜單命令Design\Add\Renove\Library或單擊Browes PCB選項(xiàng)卡中的按鈕，在“添加/刪除元件庫(kù)”

50、對(duì)話框中選取所有元件所對(duì)應(yīng)的</p><p>　　元件封裝庫(kù)1.Miscel laneous.lib，路徑在(C:\program files\99\Liberey\PCB\Generic Footprints)文件夾。添加后，在該庫(kù)中瀏覽到所要的元件</p><p>　　封裝，進(jìn)入元件編輯器，修改封裝；2.自己所創(chuàng)建的各個(gè)元件封裝庫(kù)。路徑在自己的數(shù)據(jù)庫(kù)</p><p&

51、gt;　　(8)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路確定電路板的尺寸。在 K層，執(zhí)行菜命令，繪制電路的邊框。</p><p>　　(9)設(shè)置參數(shù), 執(zhí)行菜單Desing\Options，把電路板設(shè)置定義為單面板。設(shè)置布線規(guī)則：，Design\Rules左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)要求，在規(guī)則類(Rules Classos)中設(shè)置參數(shù)。選擇Routing Layer，對(duì)布線工作層進(jìn)行設(shè)置：左鍵單擊Properties，在“布線工作層

52、面設(shè)置”對(duì)話框“Pule Attributes”選項(xiàng)中設(shè)置Top Layer 為“Nt Used”設(shè)置Bottom Layer為 “Any”。選擇Width Constraint，左鍵單擊Prperties，對(duì)整扳導(dǎo)線的寬度進(jìn)行設(shè)置。若還需設(shè)置地線和電源的寬度，1.地線寬度設(shè)置：左鍵單擊按鈕，進(jìn)入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在Rule Scope區(qū)域的Filter king選擇框中選擇Net，然后Net在下拉框中選擇GND（或），再在Rule

53、 Attributes區(qū)域?qū)inimum width 、Maximum width和Preferred三個(gè)輸入框的線寬設(shè)置為2.5個(gè)mm。2.電源線寬的設(shè)置：左鍵單擊Add按鈕，進(jìn)入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在Rule Scope區(qū)域的Filter ki</p><p>　　(10)裝入網(wǎng)絡(luò)表執(zhí)行菜單命令，然后在彈出的窗口中單擊按鈕，再在彈的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計(jì)生成的網(wǎng)絡(luò)表文件（礦展名為N）。如果沒(méi)有錯(cuò)誤，單擊

54、若出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，必須改正。若是返回原理圖修改，改好后必須重新創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表再來(lái)加載。</p><p>　　(11)元件布局, 執(zhí)行菜單命令Tools\Auto placement\Auto placer可以自動(dòng)布局。布局關(guān)鍵性的一步，為了使布局更加合理，再進(jìn)行手工調(diào)整，調(diào)整元件的位置和方向。</p><p>　　(12)行菜單命令A(yù)uto Routing\All，并在彈出的窗口中單擊Route

55、 all按鈕，程序即對(duì)印制電路板進(jìn)行自動(dòng)布線.</p><p>　　(13)如果對(duì)整板布線的結(jié)果不滿意，可執(zhí)行Tools\Un-Route\All命令，拆除</p><p>　　布線，調(diào)整布局偶在布線。如果對(duì)某根導(dǎo)線的結(jié)果不滿,可執(zhí)行命令Tools\Un-Route\Conection，光標(biāo)變?yōu)槭郑瑔螕舨粷M意的導(dǎo)線即可拆除，然后執(zhí)行Place\Interactive routing。光標(biāo)

56、變?yōu)槭?，用和原理圖中布線的相同方法手工繪制導(dǎo)線。</p><p>　　（14）步線完畢后，即可得到數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器的PCB板圖，如后附頁(yè)〈二〉所示。 </p><p>　　第7章 安裝、調(diào)試及功能實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　7.1 安裝</b></p><p>　　穩(wěn)壓二極管的好壞與正負(fù)極性的判別方法與普通二

57、極管一樣。開(kāi)關(guān)二極管IN4148和玻璃外殼的3V穩(wěn)壓管外形一樣，外殼上有字可以區(qū)別。但用久了，字都看不清，僅從外形來(lái)區(qū)分比較困難，因此可用萬(wàn)用表電阻擋來(lái)加以區(qū)分。將萬(wàn)用表?yè)艿絉×10k擋，用黑表棒接待測(cè)管的負(fù)極，紅表棒接其正極，由表內(nèi)疊層電池向管子提供反向電壓。觀察表針，若指針基本不動(dòng)，停在“∞”處或有微小偏轉(zhuǎn)的我為二極管；若表針有一定的偏轉(zhuǎn)，則為穩(wěn)壓管。此方法適用于反向擊穿電壓比R×10K擋的表內(nèi)疊層電池電壓低的穩(wěn)

58、壓管。</p><p>　　根據(jù)PCB圖制作硬制板，根據(jù)工藝要求正確安裝元器件，焊接MOS集成電路時(shí)，要求烙鐵接地良好，最好斷開(kāi)電源用烙鐵余熱焊接。在焊接音樂(lè)片上的三極管和音樂(lè)片的引線時(shí)，烙鐵速度要快。正確安裝完畢并檢查后按下6.2的調(diào)試步驟進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　7.2 調(diào)試</b></p><p>　　數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器的調(diào)

59、試步驟為：</p><p>　?。?）接通電源，觀察顯示屏上的秒點(diǎn)是否閃爍，用頻率計(jì)測(cè)試LM8364的第</p><p>　　7腳輸入信號(hào)的頻率是否為60Hz。</p><p>　?。?）按S2，觀察能否調(diào)“小時(shí)”（ 按住S2可調(diào)快“小時(shí)”）；按S3，觀察能</p><p><b>　　否調(diào)“分鐘”。</b></p

60、><p>　　（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)時(shí)按按S3，將分鐘設(shè)置為59min，然后聽(tīng)下一分鐘從59min變?yōu)?0min時(shí)，蜂鳴器能否奏一首歌。若不能，用萬(wàn)用表測(cè)IC1的第2腳電壓，分鐘從59min變?yōu)?0min時(shí)，第2腳電壓應(yīng)從高電平變?yōu)榈碗娖?，IC1的第3腳輸出應(yīng)從低電平變?yōu)楦唠娖?。若IC1的第3腳能從低電平變?yōu)楦唠娖剑枰贆z查音樂(lè)片電路，測(cè)量音樂(lè)片的電源電壓是否為3V、音樂(lè)片及上所焊的三極管是否</p><

61、;p>　　燒壞、蜂鳴器是否損壞。不能整點(diǎn)報(bào)時(shí)的主要原因是IC2的第2腳沒(méi)有負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)，可以通過(guò)調(diào)整R1和R2的阻值之比使負(fù)脈沖觸發(fā)第2腳。沒(méi)有觸發(fā)時(shí)，</p><p>　　IC1的第2腳電壓應(yīng)大于VDD/3，觸發(fā)時(shí)應(yīng)小于VDD/3。本電路中對(duì)R1、R2的阻值要求比較嚴(yán)格。另一主要原因是音樂(lè)片燒壞。由于音樂(lè)片比較容易燒壞，因此一定要檢查音樂(lè)片的電源電壓是否為3V（不能太高），而且觸發(fā)的電壓也不能太高。&l

62、t;/p><p>　?。?）定開(kāi)/定關(guān)，按S1設(shè)置定開(kāi)時(shí)間，按S4設(shè)置定關(guān)時(shí)間。定開(kāi)時(shí)間到時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量LM8364的第42腳電壓應(yīng)為高電平，測(cè)IC3的第3腳電壓應(yīng)為高電平，VT1導(dǎo)通。當(dāng)S6閉合（撥段開(kāi)關(guān)處于定時(shí)位置）的時(shí)候，繼電器吸合，當(dāng)S7閉合的時(shí)候，蜂鳴器鳴叫。定關(guān)時(shí)間到的時(shí)候，測(cè)LM8364的第17腳，其輸出應(yīng)為高電平，而且RS觸發(fā)器復(fù)位，三極管VT1截止，繼電器斷開(kāi)。</p><p&

63、gt;　?。?）倒計(jì)時(shí)按S5，用電壓表測(cè)LM8364的第15腳輸出電壓應(yīng)為高電平，繼電器吸和。按S5同時(shí)按S3，可設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，再測(cè)LM8364的第15腳電壓是否為低電平，此時(shí)繼電器應(yīng)斷開(kāi)。</p><p>　?。?）調(diào)整分鐘時(shí)間，使分鐘時(shí)間經(jīng)過(guò)59min和00min（如原來(lái)時(shí)間 AM 2：30，現(xiàn)調(diào)整為AM 3：10），聽(tīng)蜂鳴器是否唱歌。閉合S7（撥段開(kāi)關(guān)處于定鬧位置），設(shè)置定開(kāi)時(shí)間，使時(shí)間經(jīng)

64、過(guò)定開(kāi)時(shí)間（如原來(lái)的時(shí)鐘時(shí)間為AM 2：30，設(shè)定開(kāi)時(shí)間為AM 4：30，將時(shí)鐘時(shí)間改為AM 5：40），聽(tīng)蜂鳴器是否鳴叫。用同樣的方法設(shè)置定關(guān)時(shí)間，調(diào)整時(shí)鐘時(shí)間，使時(shí)鐘時(shí)間經(jīng)過(guò)定關(guān)時(shí)間，測(cè)量LM8364的第17腳電壓是否為底電平。</p><p>　　7.3 功能實(shí)現(xiàn)及拓展</p><p>　　對(duì)6.2中各項(xiàng)調(diào)整完畢后，觀察數(shù)字鐘走時(shí)是否準(zhǔn)確，這項(xiàng)工作需要較長(zhǎng)時(shí)間（如1個(gè)月或3個(gè)月或更長(zhǎng)

65、時(shí)間）才能完成。如果走時(shí)不準(zhǔn)，可調(diào)節(jié)微調(diào)電容進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐，利用原理圖（附錄一）制作的數(shù)字鐘兼鐘控定時(shí)器，走時(shí)準(zhǔn)確，工作可靠，整點(diǎn)報(bào)時(shí)時(shí)間為早上7點(diǎn)至傍晚7點(diǎn)。</p><p>　　鑒于時(shí)間和水平的限制，其實(shí)我們還可以對(duì)數(shù)字鐘的功能進(jìn)行擴(kuò)展，如增加星期顯示，增加用發(fā)光二極管做成的擺鐘，是數(shù)字鐘的功能更齊全。</p><p>　　第8章 總結(jié)與致謝</p><p

66、><b>　　8.1 總結(jié)</b></p><p>　　本課題使用LM8364核心集成塊，結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)并采用Protel DXP進(jìn)行原理圖和PCB板的設(shè)計(jì)，完成和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)運(yùn)用電路基礎(chǔ)分析、模擬數(shù)字電路、電子電路制作等綜合知識(shí)的設(shè)計(jì)目的以及功能要求，完成了時(shí)、分、秒數(shù)字的準(zhǔn)確顯示同時(shí)兼并了各種定時(shí)的功能，超過(guò)了其他傳統(tǒng)的機(jī)械性鐘表，完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，具有較強(qiáng)的通用和實(shí)用價(jià)值。<

67、/p><p>　　雖然在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)之初，我已對(duì)一個(gè)完整課題的設(shè)計(jì)有一定的基礎(chǔ)和了解，但是在格式和綜合運(yùn)用各方面等方面還存在較大的問(wèn)題。通過(guò)在指導(dǎo)老師等幫助下，我首先用了一段時(shí)間對(duì)數(shù)字電路的知識(shí)進(jìn)行了溫習(xí)，然后再根據(jù)以前對(duì)Protel DXP的實(shí)訓(xùn)操作進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，最后對(duì)各個(gè)需要用到的知識(shí)有了一定的掌握和分析能力。 </p><p>　　在這之后的幾個(gè)星期中，我計(jì)劃的安排了設(shè)計(jì)時(shí)間，即此課題的

68、需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試等步驟，分階段地完成各設(shè)計(jì)任務(wù)。接著，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)以及需求分析的要求，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范化和具體化，并以前臺(tái)Word作為界面的設(shè)計(jì)工具對(duì)本課題進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 在完成本設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我既感受到面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的懵懂，也體會(huì)到問(wèn)題得以解決時(shí)的快樂(lè)。同時(shí)，也總結(jié)了以下一些經(jīng)驗(yàn)： （1）一個(gè)詳細(xì)完整的設(shè)計(jì)計(jì)劃對(duì)完成一項(xiàng)任務(wù)的重要性。實(shí)際上，我對(duì)這次設(shè)計(jì)著手較早，但由于剛開(kāi)始時(shí)間較松，進(jìn)度較

69、慢。到后來(lái)感覺(jué)設(shè)計(jì)時(shí)間的緊迫性才全身心投入到制作之中，以便按時(shí)完成了任務(wù)。 （2）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)課題，實(shí)踐是最好的方法。我對(duì)電路和軟件設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)實(shí)際上分為兩個(gè)階段。前一階段因課時(shí)內(nèi)容而學(xué)習(xí)，而在這一階段中，我總有隔霧觀花的感覺(jué)，一些知識(shí)不是很扎實(shí)。后一階段通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)，很多前一階段不甚了解的問(wèn)題都迎刃而解。 </p><p>　?。?）要學(xué)會(huì)抓住課本和運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)工具。課本是完成設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而互聯(lián)網(wǎng)是一

70、個(gè)具有大量資源的信息寶庫(kù)，我們必須綜合運(yùn)用。</p><p>　　總結(jié)這次設(shè)計(jì)的過(guò)程，取得了更多的收獲，但也有些地方設(shè)計(jì)的不是很完美。還有一些需要提高和改進(jìn)的地方。 （1）是系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)并不完全，有一些實(shí)際工作中需要用到的功能在分析時(shí)沒(méi)有考慮進(jìn)去，也沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。 （2）是設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)間分配不合理，后期較為緊張的時(shí)間給我的工作帶來(lái)很大的被動(dòng)。 （3）是知識(shí)積累的不夠完整，有很多知識(shí)都是臨到用了才去

71、重點(diǎn)補(bǔ)習(xí)，這樣學(xué)到的知識(shí)畢竟不牢，而且用起來(lái)也不靈活。 總之，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺(jué)自己從理論到實(shí)際操作都有很大的提高，也深刻認(rèn)識(shí)到要完成一項(xiàng)任務(wù)，首先必須要有一個(gè)詳細(xì)周密的計(jì)劃，系統(tǒng)的思維方式與方法。對(duì)待一個(gè)新的問(wèn)題要有耐心，要善于運(yùn)用已有的資源來(lái)解決，其次要勇于實(shí)踐，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，要相信自己有解決問(wèn)題的信心和能力。</p><p><b>　　8.2 致謝</b>&l

72、t;/p><p>　　在設(shè)計(jì)和論文寫(xiě)作的整個(gè)過(guò)程中，指導(dǎo)教師趙老師在各個(gè)方面都給予了全面的指導(dǎo)和幫助。老師精深淵博的知識(shí)，求實(shí)創(chuàng)新、勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范，忘我的工作作風(fēng)時(shí)刻熏陶著我。老師的因材施教、誨人不倦的授業(yè)精神給我留下了深刻的印象，這將使我受益終身。</p><p>　　感謝四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系老師多年來(lái)在學(xué)習(xí)、工作上給予我的熱情關(guān)懷、指導(dǎo)與幫助。</p><

73、p>　　另外，也感謝一些同學(xué)在我完成設(shè)計(jì)時(shí)提出了很多寶貴的意見(jiàn)和無(wú)私的幫助。</p><p>　　最后，特別感謝父母多年來(lái)在學(xué)習(xí)上、生活上的理解與大力支持。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1 胡翔駿.電路基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　2

74、 胡宴如.模擬電子技術(shù).第二版.北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　3 楊志忠.數(shù)字電子技術(shù).第二版.北京：高等教育出版社，2003</p><p>　　4 王浩全.Protel DXP電路設(shè)計(jì)與制版.北京：人民郵電出版社，2005</p><p>　　5 陳曉文.電子線路課程設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><

75、;p>　　6 汪琳.電子工程師. PMOS電路設(shè)計(jì)，2007年9月：21-24頁(yè)</p><p>　　7 廖先蕓.電子技術(shù)實(shí)踐與訓(xùn)練.北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　8 孫萍編.電子專業(yè)英語(yǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　9 http://www.phei.com.cn</p><p>