數(shù)字電路課程設(shè)計電子鬧鐘

1、<p>　　第一部分 設(shè)計任務(wù)</p><p><b>　　1.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計、制作一個帶有校時功能、可定時起鬧的數(shù)字鬧鐘。</p><p><b>　　1.2設(shè)計指標(biāo)</b></p><p>　　有“時”、“分”十進(jìn)制顯示，“秒”使用分個位數(shù)碼管上的DP

2、點顯示。</p><p>　　2、 計時以24小時為周期。(23:59→00:00)</p><p>　　3、 具有校時電路，可進(jìn)行分、時較對。</p><p>　　4、 走時過程能按預(yù)設(shè)的定時時間(精確到小時)啟動鬧鐘產(chǎn)生鬧鈴，鬧鈴響時約3s。</p><p>　　第二部分 設(shè)計方案</p><p>　　2.

3、1總體設(shè)計方案說明</p><p><b>　　系統(tǒng)組成：</b></p><p>　　秒信號發(fā)生器：由LM555構(gòu)成多諧振蕩器</p><p>　　走時電路：計數(shù)器和與非門組成</p><p>　　校時電路：秒信號調(diào)節(jié)</p><p>　　鬧鐘電路：跳線的方法 由計數(shù)器、譯碼器、組合邏輯電路、單

4、穩(wěn)態(tài)電路組成</p><p>　　顯示電路：譯碼器 數(shù)碼管</p><p><b>　　模塊結(jié)構(gòu)與方框圖</b></p><p>　　第三部分 電路設(shè)計與器件選擇</p><p>　　3.1 秒信號發(fā)生器</p><p>　　3.1.1模塊電路及參數(shù)計算</p><p>

5、<b>　　提供秒脈沖</b></p><p>　　取R1=1.5K,R2=2.4K</p><p><b>　　C=220uF</b></p><p><b>　　T≈1S</b></p><p>　　3.1.2工作原理和功能說明</p><p>&l

6、t;b>　　3.1.3器件說明</b></p><p><b>　　3.2走時電路設(shè)計</b></p><p>　　3.2.1模塊電路及參數(shù)計算</p><p>　　包括秒計時器、分計時器、時計時器，每一部分由兩片計數(shù)器級聯(lián)構(gòu)成。</p><p>　　(1).秒計時器：十進(jìn)制與六進(jìn)制級聯(lián)而成，由兩片74

7、LS163 和與非門實現(xiàn)。</p><p>　　(2).分計時器：同秒計時器。</p><p>　　(3).時計時器：模24，計數(shù)顯示00~23。由兩片74LS160和與非門實現(xiàn)。</p><p>　　3.2.2工作原理及功能說明</p><p><b>　　秒分計時器原理</b></p><p>

8、;<b>　　時計數(shù)器原理</b></p><p>　　74LS 160其清零方式通常稱為“ 異步清零 ”，即只要 清零端有效，不管有無時鐘信號，輸出端立即為 0。</p><p><b>　　譯碼顯示電路</b></p><p>　　用譯碼器74LS48對計數(shù)結(jié)果進(jìn)行譯碼，譯碼后在共陰極數(shù)碼管上顯示。</p>

9、<p><b>　　3.2.3器件說明</b></p><p><b>　　3.3時間校對電路</b></p><p>　　3.3.1 模塊電路及參數(shù)計算</p><p>　　用555輸出信號加至分，時計時器使其快速計數(shù)</p><p>　　3.3.2工作原理和功能說明</p&g

10、t;<p>　　將所需要校對的時或分計數(shù)電路的脈沖輸入端切換到秒信號，使用快脈沖計數(shù)，到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)時間后再切換回正確的輸入信號。</p><p><b>　　3.3器件說明</b></p><p>　　3.4鬧鐘電路設(shè)計</p><p>　　3.4.1模塊電路及參數(shù)計算</p><p>　　3.4.2 工作原

11、理和功能說明</p><p>　　利用譯碼器將時計數(shù)器輸出進(jìn)行譯碼，在譯碼輸出處通過跳線設(shè)置起鬧點。</p><p>　　3.4.4 器件說明</p><p>　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器: 輸出端只有一個穩(wěn)定狀態(tài), 另一個狀態(tài)則是暫穩(wěn)態(tài)。加入觸發(fā)信號后，它可以由穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一定時間以后，它又會自動返回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　7

12、4LS123 內(nèi)部包括兩個獨立的單穩(wěn)態(tài)電路。單穩(wěn)輸出脈沖的寬度，主要由外接的定時電阻( RT )和定時電容( CT )決定。單穩(wěn)的翻轉(zhuǎn)時刻決定于 A、B、CLR 三個輸入信號。</p><p>　　第四部分 整機電路 </p><p><b>　　4.1整機電路圖</b></p><p><b>　　見報告最后一頁</b&

13、gt;</p><p><b>　　4.2元件清單</b></p><p>　　第五部分 安裝調(diào)試與性能測量</p><p><b>　　5.1電路安裝</b></p><p>　　我們在星期一拿到實驗器件后并沒有直接就開始動手連電路，我們的打算是星期一總體設(shè)計電子鐘的布局，以及了解各個元件的功能

14、，星期二針對電子鐘的各個模塊的功能進(jìn)行電路的設(shè)計，包括走時電路，校時電路和鬧鐘電路，星期三搭連電路，星期四調(diào)試，星期五答辯。在搭連電路的過程中我的合作者主要負(fù)責(zé)48和數(shù)碼管的連接以及器件電源的連接，我主要負(fù)責(zé)走時電路以及鬧鐘電路的連接，星期三那下午連接完成，并進(jìn)行初步的調(diào)試。在連接電路的過程中遵循以下幾個原則：</p><p>　　布局合理，元件布局合理規(guī)劃，盡量做到用線最少</p><p&g

15、t;<b>　　導(dǎo)線緊靠面包板</b></p><p><b>　　交叉線路盡可能少</b></p><p><b>　　5.2電路調(diào)試</b></p><p>　　5.2.1調(diào)試步驟及結(jié)果 5.2.2故障分析及處理</p><p><b>　　面包板測試<

16、/b></p><p>　　我們是將面包板上的電源插孔的上面部分接高，下面部分接地，在用蜂鳴器調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)只有接到第二排的電源插孔時蜂鳴器不響，于是我們分析可能是面包板中間負(fù)極連接沒有連好，我們換了一根導(dǎo)線重連后恢復(fù)正常。</p><p><b>　　數(shù)碼管和48的測試</b></p><p>　　接通電源后發(fā)現(xiàn)只有一個數(shù)碼管全部不

17、亮，由于已經(jīng)排除電源沒電的可能，所以我們主要檢查數(shù)碼管和48本身，我們將48插緊后數(shù)碼管亮了。其中有一個數(shù)碼管的亮度相較于其他三個明顯偏暗，檢查之后沒有發(fā)現(xiàn)有任何的問題，我們估計可能是元件本身的問題，在實驗室換了一個數(shù)碼管后恢復(fù)正常，至此在48和數(shù)碼管的調(diào)試結(jié)束。</p><p><b>　　時間計數(shù)電路的測試</b></p><p>　　采用校時電路調(diào)試的方法，將秒

18、信號直接接到分電路上，顯示確實是到59后歸零并進(jìn)位。再將秒信號直接接到小時電路上顯示到23時歸零。最后將時間調(diào)到23:59分，用秒信號直接輸出，等待一分鐘后全部歸零，至此時間計數(shù)電路的調(diào)試完成，沒有發(fā)現(xiàn)任何的錯誤。</p><p><b>　　鬧鐘電路的測試</b></p><p>　　在檢查之前的步驟中并沒有連接蜂鳴器，因為每次連接都會發(fā)出聲響，比較吵。連接蜂鳴器后

19、，在我們設(shè)定的12時時并沒有發(fā)出聲響，并且整個過程只有接通的瞬間才會發(fā)出聲響，這讓我們匪夷所思，我們先檢查電路連接有沒有錯誤，確認(rèn)沒有后驗證元件有沒有插緊，發(fā)現(xiàn)都沒問題依然是同樣的情況，我們請別組的同學(xué)幫我們看看，發(fā)現(xiàn)我們一個138的兩個接地的拐角沒有接地，接地后還是如此，我們就換了一個138試試，再測試問題解除。（在調(diào)試的過程中因為蜂鳴器一直比較吵，所以我們在后面的調(diào)試過程中一直采用發(fā)光二級管代替蜂鳴器，直到問題解除</p>

20、;<p><b>　　其他問題</b></p><p>　　當(dāng)基本的問題都解決后，我們開始對整個電路做稍微的修改看看會有什么情況，我們將秒信號發(fā)生器那邊的2.4千歐的并聯(lián)一個小電阻后發(fā)現(xiàn)，信號頻率變快，將220μF的電拆除后發(fā)現(xiàn)信號跳的飛快。</p><p><b>　　未解決的問題</b></p><p>

21、　　如果將面包板的電源線直接接到電源上，并多次打開關(guān)閉電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管一直顯示從00:00開始計數(shù)，并且蜂鳴器不響，如果是將電源一直打開使用面包板上的電源線一直觸碰的話，數(shù)碼管上就會以隨機的數(shù)字出現(xiàn)，并且在接通的瞬間蜂鳴器會響。還有就是用校時電路去校時時在接通或斷開的瞬間，數(shù)字有時會亂跳。</p><p>　　第六部分 課程設(shè)計總結(jié)</p><p>　　通過本次實驗對輸電知識有了更深入

22、的了解，將其運用到了實際中來，明白了學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)的意義，也達(dá)到了其培養(yǎng)的目的。在實驗中，我也遇到了很多挫折，不過我都和同伴一一克服了，大家齊心協(xié)力解決了問題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認(rèn)識到團隊合作的精神，投入今后的發(fā)展之中。</p><p>　　成功就是在不斷摸索中前進(jìn)實現(xiàn)的，遇到問題我們不能灰心、煩躁，甚至放棄，而要靜下心來仔細(xì)思考，分部檢查，找出最終的原因進(jìn)行改正，這