整點(diǎn)報(bào)時(shí)器——模電課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　信息與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　?。?00 9 /2010 學(xué)年第 二 學(xué)期）</p><p>　　課程名稱 ： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目 ： 整點(diǎn)報(bào)時(shí)數(shù)字鐘電

2、路設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)班級(jí) ： </p><p>　　學(xué)生姓名 ： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師 ： </p><p>　　設(shè)計(jì)周數(shù)

3、 ： 2周 </p><p>　　設(shè)計(jì)成績 ： </p><p>　　2010年 7月9日</p><p>　　1課程設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　2系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)1</p><p>　　3 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)1<

4、;/p><p>　　3.1脈沖產(chǎn)生和分頻電路1</p><p>　　3.1.1脈沖產(chǎn)生和分頻電路的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.1.2關(guān)鍵器件CD4060的介紹1</p><p><b>　　3.2計(jì)時(shí)電路1</b></p><p>　　3.2.1分，秒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)1</p>

5、<p>　　3.2.2小時(shí)計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.2.3關(guān)鍵器件CD4510的介紹1</p><p>　　3.3顯示譯碼電路1</p><p>　　3.3.1顯示譯碼電路的設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.3.2關(guān)鍵器件CD4511和數(shù)碼管的介紹1</p><p><b&g

6、t;　　3.4校時(shí)電路1</b></p><p>　　3.4.1校時(shí)的電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.4.2關(guān)鍵器件RS觸發(fā)器的詳細(xì)介紹1</p><p>　　3.5整點(diǎn)報(bào)警電路2</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)過程說明2</b></p><p><b&g

7、t;　　5 心得體會(huì)2</b></p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)2</b></p><p>　　1課程設(shè)計(jì)目的及要求</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</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

8、，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。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。</p><p>　　因此，設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘，而且可以通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解在制作中用到的各種中小規(guī)模集成電路的作用及使用方法。再者，由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使

9、用方法</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　?、逶O(shè)計(jì)指標(biāo) </b></p><p>　　(1)時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期；</p><p>　　(2)顯示時(shí)、分、秒；</p><p>　　(3)有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校

10、正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；</p><p>　　(4)保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。</p><p><b>　?、嬖O(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1)畫出電路原理圖和PCB圖；</p><p>　　(2)自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題；</p><p>　　(3)編

11、寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙及心得體會(huì)。</p><p><b>　　2系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘具有基本功能和擴(kuò)展功能兩部分。其中，基本功能由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器和譯碼顯示器構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，并以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。擴(kuò)展功能則具有校時(shí)和整點(diǎn)報(bào)時(shí)兩個(gè)功能。</p><p

12、>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先建立了一個(gè)數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，如圖1所示。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　由圖1可知，電路的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的高秒沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源，在經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器以24小時(shí)為一個(gè)周期。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器由

13、數(shù)碼管顯示。當(dāng)計(jì)時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。計(jì)時(shí)過程中具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒（即59分50秒）時(shí)進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)。</p><p><b>　　?3系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　下面將對(duì)各部分電路進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1脈沖產(chǎn)生和分頻電路</p><

14、p>　　3.1.1脈沖產(chǎn)生和分頻電路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）數(shù)字鐘的構(gòu)成</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。</p>

15、<p>　?。?）晶體振蕩器電路</p><p>　　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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ＴＴＬ門電路構(gòu)成；另一類是通過ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。由ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路

16、，Ｕ２實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻Ｒ１為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容Ｃ１、Ｃ２與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)１８０度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。</p><p><b>

17、;　?。?）分頻器電路 </b></p><p>　　通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器的輸出頻率較高，為了得到1HZ的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。</p><p>　　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)。實(shí)際上，從盡量減少元器件的數(shù)量的角度來考慮，可選用CD4060和CD4040來構(gòu)成分頻電路。而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門，使用

18、起來更為方便，所以這里采用CD4060元器件實(shí)現(xiàn)該分頻功能。由于32768為2的15級(jí)進(jìn)制，而CD4060只能實(shí)現(xiàn)2的14次分頻，故還需要一個(gè)異位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（為74LS74）實(shí)現(xiàn)二分頻功能，這樣便將32768HZ的振蕩信號(hào)分頻為所需的1HZ的秒脈沖輸入信號(hào)。</p><p>　　圖2.晶振-分頻電路</p><p>　　3.1.2關(guān)鍵器件CD4060的介紹</p><

19、p>　　CD4060------14 位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　簡要說明：</b></p><p>　　CD4060 由一震蕩器和14 極二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器位組成，震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC 或晶振電路。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器使用無效，所有的計(jì)數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1（和CP0）的下降沿計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)，在時(shí)鐘脈沖線上使

20、用施密特觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘上升和下降時(shí)間無限制。CD4060 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（J）、塑料雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C）4 種封裝形式。</p><p><b>　　引出端符號(hào)</b></p><p><b>　　CP1 時(shí)鐘輸入端</b></p><p><b>　　CP0

21、 時(shí)鐘輸出端</b></p><p>　　CP0 反相時(shí)鐘輸出端</p><p>　　Q4～Q10，Q12～Q14 計(jì)數(shù)器輸出端</p><p>　　Q14 第 14級(jí)計(jì)數(shù)器反相輸出端</p><p><b>　　VDD 正電源</b></p><p><b>　　Vss 地

22、</b></p><p><b>　　邏輯符號(hào)：</b></p><p><b>　　CD4060引腳圖</b></p><p><b>　　:</b></p><p><b>　　引出端排列（俯視）</b></p><p&

23、gt;　　CD4060內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖:</p><p><b>　　功能表：</b></p><p><b>　　邏輯圖：</b></p><p>　　CD4060秒脈沖發(fā)生器電路</p><p>　　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)過整形、

24、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻后可獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖3所示。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　3.2計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)電路有時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)、秒計(jì)數(shù)幾部分構(gòu)成。其中由1個(gè)二十四進(jìn)制電路、2個(gè)六十進(jìn)制電路組成秒個(gè)

25、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，而小時(shí)計(jì)數(shù)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出均為兩位8421BCD碼形式。</p><p>　　一般采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4510通過反饋法來構(gòu)成各進(jìn)制計(jì)數(shù)器以便實(shí)現(xiàn)各時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能，并且每一計(jì)數(shù)器均有一個(gè)異步清零端和置數(shù)端（高電平有效）。</p><p>　　下面將分別介紹各部分計(jì)數(shù)器的使用。</p><p>

26、　　3.2.1分，秒計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，在正常加計(jì)數(shù)工作狀態(tài)下，只需將進(jìn)位輸入信號(hào)端CI、反饋清零端CR、反饋置數(shù)端LD接地，數(shù)據(jù)輸入端D0、D1、D2、D3接地，U/D端接電源，而進(jìn)位信號(hào)輸出端CO可作下一個(gè)的信號(hào)輸入與秒十位的CK端相連。</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

27、６進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法采用反饋清零法，將Q2、Q4通過與門相連作為反饋清零信號(hào)連到CR端，其中CO端可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的ＣK相連。</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CO端作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的Ｃk相連，分十位計(jì)數(shù)單元的CO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ＣK相連。</p>&l

28、t;p>　　3.2.2小時(shí)計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒（或分）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，而不是１０的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行24進(jìn)制轉(zhuǎn)換，再利用１片與門74LS08實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制計(jì)數(shù)的功能。</p><p>　　3.2.3關(guān)鍵器件CD4510的介紹</p><p&

29、gt;　　十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器 CD4510</p><p><b>　　簡要說明</b></p><p>　　CD4510 為可預(yù)置BCD 可逆計(jì)數(shù)器，該器件主要由四位具有同步時(shí)鐘的D 型觸發(fā)器（具有選通結(jié)構(gòu)，提供T 型觸發(fā)器功能）構(gòu)成。具有可預(yù)置數(shù)、加減計(jì)數(shù)器和多片級(jí)聯(lián)使用等功能。CD4510 具有復(fù)位CR，置數(shù)控制LD、并行數(shù)據(jù)D0～D3、加減控制U/ D 、

30、時(shí)鐘 CP 和進(jìn)位CI 等輸入。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)LD 為高電平時(shí)，D0～D3 上的數(shù)據(jù)置入計(jì)數(shù)器中，CI 控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)操作，CI ＝0 時(shí)，允許計(jì)數(shù)。此時(shí)，若U/ D為高電平，在CP 時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)器加1 計(jì)數(shù)；反之，在CP 時(shí)鐘上升沿減1 計(jì)數(shù)。除了四個(gè) Q 輸出外，還有一個(gè)進(jìn)位/錯(cuò)位輸出CO/ BO。CD4510 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（J）、塑料雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C

31、）4 種封裝形式。</p><p><b>　　引出端功能符號(hào)</b></p><p>　　CI 進(jìn)位輸入端 LD 數(shù)據(jù)置入控制端</p><p>　　CO/ BO進(jìn)位/錯(cuò)位輸出端Q0～Q3 計(jì)數(shù)器輸出端</p><p>　　CP 時(shí)鐘輸入端 U/ D 加/減計(jì)數(shù)控制端</p><p>　　CR

32、清除端 VDD 正電源</p><p>　　D0～D3 并行數(shù)據(jù)輸入</p><p><b>　　Vss 地</b></p><p><b>　　邏輯符號(hào)</b></p><p><b>　　引出端排列（俯視）</b></p><p><b>

33、　　功能表 </b></p><p>　　CD4510 引腳功能圖</p><p>　　有進(jìn)位輸入端Ci及進(jìn)位輸出端Co。以供做串聯(lián)使用。其功能如下：Ci：進(jìn)位輸入端，當(dāng)其為1，則clock 輸入都無效，只有在Ci=0 時(shí)，clock 的正緣觸發(fā)才能使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。Co：進(jìn)位輸出端，平常輸出都保持在1，只有在上數(shù)計(jì)數(shù)到9，或下數(shù)計(jì)數(shù)到0 時(shí)才會(huì)變?yōu)? 輸出，以作為進(jìn)位或借位之

34、準(zhǔn)備，直到下一個(gè)時(shí)序信號(hào)的正緣輸入后才轉(zhuǎn)為1。因此做計(jì)數(shù)器串聯(lián)時(shí)，需將個(gè)位數(shù)Ci 接地，而將其Co 接到十位數(shù)計(jì)數(shù)的Ci 中。具體如圖4 所示</p><p>　　圖4.CD4510 串聯(lián)方式電路圖</p><p><b>　　3.3顯示譯碼電路</b></p><p>　　3.3.1顯示譯碼電路的設(shè)計(jì)</p><p>

35、;　　計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)時(shí)間的累計(jì)以8421BCD碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需的輸出邏輯和一定的電流，選用CD4511作為顯示譯碼電路，選用LED數(shù)碼管作為顯示單元電路。由CD4511把輸進(jìn)來的二進(jìn)制信號(hào)翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的LED數(shù)碼管是采用共陰極方法連接的。</p><p>　　3.3.2關(guān)鍵器件CD4511和數(shù)碼管的介紹</p><

36、;p>　　4 線－七段所存譯碼器/驅(qū)動(dòng)器 CD4511</p><p><b>　　簡要說明</b></p><p>　　CD4511 是BCD－7 段所存譯碼驅(qū)動(dòng)器，在同一單</p><p>　　片結(jié)構(gòu)上由COS/MOS 邏輯器件和n－p－n 雙極型晶</p><p>　　體管構(gòu)成。這些器件的組合，使CD4511

37、 具有低靜態(tài)</p><p>　　耗散和高抗干擾及源電流高達(dá)25mA 的性能。由此可</p><p>　　直接驅(qū)動(dòng)LED 及其它器件。LT 、BI 、LE 輸入端分</p><p>　　別檢測顯示、亮度調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)或選通一BCD 碼等功能。當(dāng)使用外部多路轉(zhuǎn)換電路時(shí)，可多路轉(zhuǎn)換和顯示幾種不同的信號(hào)。CD4511 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插（D）、熔封陶瓷雙列直插（

38、J）、塑料雙列直插（P）和陶瓷片狀載體（C）4 種封裝形式。</p><p><b>　　各端子功能如下：</b></p><p>　　BI-4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。</p><p>　　LT-3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入

39、 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 </p><p>　　LE-5腳是鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。</p><p>　　A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 </p><p>　　a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高

40、電平1有效。</p><p>　　CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。</p><p><b>　　功能表</b></p><p>　　選用共陰極數(shù)碼管，對(duì)于 CD4511 ，它與數(shù)碼管的基本連接方式如下圖 ：</p><p><b>　　圖5</b></

41、p><p><b>　　3.4校時(shí)電路</b></p><p>　　當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)器通路，然后再進(jìn)行人工觸發(fā)計(jì)數(shù)器或?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)數(shù)狀態(tài)即可。</p><p>　　3.4.1校時(shí)的電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)</p>

42、<p>　　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。即為用COMS與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路，In1端與低位的進(jìn)位信號(hào)相連；In2端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可直接取自分頻器產(chǎn)生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信號(hào)；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打向上時(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

43、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)打向下時(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)。</p><p>　　這里的校時(shí)電路由兩個(gè)與非門74LS00與電阻構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，有分校正和時(shí)校正兩部分，具體電路如下圖所示：</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　3.4.2關(guān)鍵器件RS觸發(fā)器的詳細(xì)介紹&

44、lt;/p><p>　　基本RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理：</p><p>　　把兩個(gè)與非門G1、G2的輸入、輸出端交叉連接，通過反饋組成對(duì)稱的雙穩(wěn)態(tài)電路即為基本RS觸發(fā)器，它有R,S兩個(gè)輸入端和正反兩個(gè)輸出端，為輸入低電平有效。其邏輯功能表分別如下圖所示：</p><p><b>　　邏輯功能表</b></p><p>

45、　　實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)殡娐烽_關(guān)存在抖動(dòng)問題，所以一般會(huì)接一個(gè)RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動(dòng)電路，所以整個(gè)較時(shí)電路就如圖7為：</p><p>　　圖7 帶有消抖電路的校正電路</p><p><b>　　3.5整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　一般時(shí)鐘應(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

46、續(xù)虛的或有節(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>　　本實(shí)驗(yàn)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)，發(fā)出報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分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

47、與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。</p><p>　　報(bào)時(shí)電路可選兩個(gè)與門74LS08來構(gòu)成，選蜂鳴器為電聲器件。</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)過程說明 </b></p><p><b>　　理論設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1)各功能塊電路圖</p><p><

48、b>　　晶體振蕩分頻電路</b></p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)及譯碼顯示電路</p><p><b>　　校正電路</b></p><p><b>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　?。?）總接線元件布局</p><p>　　整個(gè)數(shù)字鐘由時(shí)間計(jì)數(shù)電

49、路、晶體振蕩電路、校正電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。</p><p>　　其中以校正電路代替時(shí)間計(jì)數(shù)電路中的時(shí)、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時(shí)電路處于正常輸入信號(hào)時(shí)，時(shí)間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時(shí)，但當(dāng)分校正時(shí)，其不會(huì)產(chǎn)生向時(shí)進(jìn)位，而分與時(shí)的校位是分開的，而校正電路也是一個(gè)獨(dú)立的電路。電路的信號(hào)輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。</p><p><b>　　（3）電路原理總圖</b><

50、;/p><p>　　在原有的簡圖的基礎(chǔ)上，按實(shí)際布局畫了這張按實(shí)際芯片布局的接線圖，詳見附圖1</p><p>　?。?）PCB圖的設(shè)計(jì)和生成</p><p><b>　　實(shí)踐設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）印刷板制作工藝流程：①打印</p><p><b>　　②轉(zhuǎn)印</b&

51、gt;</p><p><b>　　③腐蝕</b></p><p><b>　?、艽蚩?lt;/b></p><p><b>　　⑤上松香水</b></p><p><b>　　附注：</b></p><p>　　(1)松香水的作用是防氧

52、化，助焊及增加焊點(diǎn)的光亮度等；松香溶液是用松香粉末與酒精按一定比例配制面成，其濃度應(yīng)適中，以用感有一定粘性即可。</p><p>　　(2)三氯化鐵溶液對(duì)人體皮膚不會(huì)有不良影響，但三氯化若搞到衣服上或地面上，尋是難以洗掉的，所以使用時(shí)一定要特別小心。</p><p>　?。?）焊接及器件安裝：</p><p><b>　?。?）調(diào)試：</b>&

53、lt;/p><p>　　選擇恰當(dāng)?shù)膬x器和儀表，對(duì)電路板進(jìn)行檢查，并能發(fā)現(xiàn)和解決存在的問題及電路故障。在調(diào)試過程中遇到的具體問題及解決方法：</p><p>　　在剛接通電源后，發(fā)現(xiàn)存在短路現(xiàn)象，經(jīng)檢查為開關(guān)的接觸問題，調(diào)試后數(shù)字鐘可正常顯示</p><p>　　數(shù)字鐘在開始計(jì)時(shí)工作時(shí)，它的輸入信號(hào)不是正常的1HZ秒脈沖信號(hào)，檢查后發(fā)現(xiàn)為CD4060接觸問題，經(jīng)調(diào)試后數(shù)字

54、鐘可以獲得正常的1HZ秒脈沖信號(hào)，這樣便可以開始計(jì)時(shí)工作。</p><p>　　其他調(diào)試結(jié)果除去不能實(shí)現(xiàn)理想的整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能外一切正常，其原因是在報(bào)時(shí)電路中選則了不恰當(dāng)?shù)脑骷⒎请娐纷陨碓颉?lt;/p><p><b>　　5 心得體會(huì)</b></p><p>　　兩周的課程設(shè)計(jì)已到最后階段，本小組負(fù)責(zé)整點(diǎn)報(bào)時(shí)器的制作整體取得了很大成功，首先，

55、我們要感謝我們本次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師xx老師。實(shí)驗(yàn)初始階段，在老師的幫助下我們明確了電路設(shè)計(jì)思路，為之后的設(shè)計(jì)、畫電路圖、制版、連線打好了基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)過程中遇到的一些困難也在老師的幫助下一一解決，最終使我們的制作工作獲得了成功。</p><p>　　本人在此次課程設(shè)計(jì)工作中主要負(fù)責(zé)制作電路的原理圖級(jí)Pcb圖，初期，在積極配合我們小組其他組員工作的前提下開始對(duì)Protel進(jìn)行學(xué)習(xí)，在第一周的周三終于把電路的原理圖繪出

56、，接下來的四天我邊學(xué)習(xí)邊運(yùn)用，期間遇到了不少問題，也是在老師的幫助下得以解決，最終將原理圖轉(zhuǎn)化為Pcb板并按照要求成功布線，令人欣慰的是，在上交Pcb圖時(shí)得到老師的贊賞。通過對(duì)Protel的學(xué)習(xí)及運(yùn)用跟我有一個(gè)很大啟示，決心是做好一件事的前提。由于電路的Pcb圖是將理論圖轉(zhuǎn)化為實(shí)物的媒介，如果我失敗了，就等于我們的設(shè)計(jì)理論得不到實(shí)踐的驗(yàn)證。所以在第一天我就決定要把Protel學(xué)好。接下來就是印制電路板，這些工作也在我們小組共同努力下順利

57、進(jìn)行。在最后的焊接、調(diào)試中我們四個(gè)人共同努力，在調(diào)試失敗后仔細(xì)分析電路并排查錯(cuò)誤，最終完成了本次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　最后，我還是要強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)的力量，實(shí)驗(yàn)中我們每個(gè)人都有明確分工，可以說少了我們中任何一人都會(huì)失敗，我們互相配合，互相幫助。合作意識(shí)是我本次課程設(shè)計(jì)中最大的收獲，同時(shí)也是我們成功的最關(guān)鍵部分。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b><

58、;/p><p>　　【1】康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分 北京：高等教育出版社，2000</p><p>　　【2】呂思忠.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版2001</p><p>　　【3】高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版2002</p><p>　　【4】謝自美.電子電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及測試 華中理工大學(xué)出版20