課程設(shè)計(jì)--多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　題 目: 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)既可以使用集成譯碼器、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、脈沖發(fā)生器和必要的門電路等,也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建多功能數(shù)字鐘。用數(shù)碼管顯

2、示時(shí)間計(jì)數(shù)值。</p><p>　　要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等 具體要求）</p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)工作量：1周。</p><p><b>　　2、技術(shù)要求：</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。要求用六位數(shù)碼管顯示時(shí)間，格式為00：00：00。</

3、p><p>　　2）具有60進(jìn)制和24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)功能，秒、分為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，時(shí)為24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)。</p><p>　　3）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。</p><p>　　4）設(shè)計(jì)提供連續(xù)觸發(fā)脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)生器，</p><p>　　5）具有校時(shí)單元、鬧鐘單元和整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元。</p>

4、<p>　　6）確定設(shè)計(jì)方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。</p><p>　　3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按《武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范》要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　

5、　1、 2013 年 3 月 18 日，布置課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說(shuō)明。</p><p>　　2、 2013 年 3 月 25 日至 2013 年 4 月 15 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　3、 2013 年 4 月 16 日至 2013 年 6 月 5 日，電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫。</p><p>　　4、 2013 年 7

6、 月 5 日，上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答辯。</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日</p><p>　　多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　目

7、錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前市場(chǎng)上提供的無(wú)論是機(jī)械鐘還是石英鐘在晚上無(wú)照明的情況下都是不可見的。要知道當(dāng)前的時(shí)間，必須先開燈，故較為不便?，F(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了這樣一類的電子鐘，它以六只LED數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)分秒，與傳統(tǒng)的以指針顯示秒的方式不同，違背了人們傳統(tǒng)的習(xí)慣與理念，而且這類電子鐘一般是采用大型顯示器件，

8、適用于銀行、車站等公共場(chǎng)所。這種新型的電子鐘因其方便、直觀的特點(diǎn)也得到了社會(huì)的歡迎，在社會(huì)上占有相當(dāng)一部分市場(chǎng)。 </p><p>　　數(shù)字電子鐘是日常生活中常見的一種工具，大到機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的時(shí)間屏幕，小到我們的手表、鬧鐘等，而且其報(bào)時(shí)功能也給人們提供了方便，因此，了解報(bào)時(shí)電子鐘的工作原理是很有必要的，也很有趣，因此我選擇了這個(gè)題目——多功能數(shù)字鐘。 </p><p>

9、;　　數(shù)字電子技術(shù)課程的核心內(nèi)容是時(shí)序邏輯電路、組合邏輯電路和觸發(fā)器，這些也是我們學(xué)電子的學(xué)生最基本要掌握的知識(shí)，通過(guò)實(shí)踐可以加深對(duì)課本知識(shí)的理解，能夠處理一些實(shí)際中的情況，因此這次數(shù)電課程設(shè)計(jì)，我選擇了數(shù)字電子鐘這個(gè)題目，雖然這在日常生活中很常見，看起來(lái)也比較簡(jiǎn)單，但是其中包含的學(xué)問(wèn)很多。在這個(gè)項(xiàng)目中，校時(shí)是一個(gè)很重要的模塊，既要可以正常校時(shí)，又不能干擾到時(shí)間計(jì)數(shù)顯示模塊，而時(shí)間顯示比較簡(jiǎn)單，用熟悉的芯片就可以做出來(lái)了，老師說(shuō)過(guò)，對(duì)芯

10、片等元器件的了解程度等于將軍手中可以調(diào)動(dòng)的兵力，掌握了芯片功能，也就掌握了主動(dòng)權(quán)。 </p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)的選題——多功能數(shù)字鐘，不僅可以加深我對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程的理解，也可以提高自己的動(dòng)手能力以及實(shí)際問(wèn)題中解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的興趣。</p><p>　　關(guān)鍵詞：時(shí)序邏輯電路；組合邏輯電路；觸發(fā)器；</p><p><b&

11、gt;　　Abstract</b></p><p>　　Currently on the market to provide both mechanical clock or quartz clock at night without lighting conditions are not visible. To know the current time, you must first turn o

12、n the lights, it is inconvenience. Now appearing on the market of electronic clock such, it takes six LED digital tube to display when the minutes and seconds, and the traditional to the pointer display seconds in differ

13、ent ways, contrary to the traditional habit and idea of people, and this kind of electronic clock is gener</p><p>　　Keywords:Sequential logic circuit;Combinational logic circuit;The trigger;</p><p

14、><b>　　1 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，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)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，我們此次設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘就是為了

15、了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)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)序電路的原理與使用方法。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘。要求用六位數(shù)碼管顯示時(shí)間，格式為00：00：0

16、0。</p><p>　　2）具有60進(jìn)制和24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)功能，秒、分為60進(jìn)制計(jì)數(shù)，時(shí)為24進(jìn)制（或12進(jìn)制）計(jì)數(shù)。</p><p>　　3）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。</p><p>　　4）設(shè)計(jì)提供連續(xù)觸發(fā)脈沖的脈沖信號(hào)發(fā)生器，</p><p>　　5）具有校時(shí)單元、鬧鐘單元和整點(diǎn)報(bào)時(shí)單元。<

17、;/p><p>　　6）確定設(shè)計(jì)方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。</p><p>　　3 仿真軟件Multisim介紹</p><p>　　3.1 Multisim概述</p><p>　　Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適

18、用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。</p><p>　　工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無(wú)需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過(guò)Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計(jì)工

19、程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。</p><p>　　3.2 Multisim 10功能簡(jiǎn)介</p><p>　　1、NI Multisim 10是美國(guó)國(guó)家儀器公司（NI,National Instruments）推出的目前Multisim中運(yùn)用最廣泛版本。</p><p>　　2、目前美國(guó)NI公

20、司的EWB的包含有電路仿真設(shè)計(jì)的模塊Multisim、PCB設(shè)計(jì)軟件Ultiboard、布線引擎Ultiroute及通信電路分析與設(shè)計(jì)模塊Commsim 4個(gè)部分，能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路版圖生成的全過(guò)程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4個(gè)部分相互獨(dú)立，可以分別使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim 4個(gè)部分有增強(qiáng)專業(yè)版（Power Professi

21、onal）、專業(yè)版（Professional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Student）和演示版（Demo）等多個(gè)版本，各版本的功能和價(jià)格有著明顯的差異。</p><p>　　3、NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個(gè)原理電路設(shè)計(jì)、電路功能測(cè)試的虛擬

22、仿真軟件。 </p><p>　　4、NI Multisim 10的元器件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此也很方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。</p><p>　　5、NI Multisim 10的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有一般實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流電源；而

23、且還有一般實(shí)驗(yàn)室少有或沒有的儀器，如波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、失真儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等。</p><p>　　6、NI Multisim 10具有較為詳細(xì)的電路分析功能，可以完成電路的瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析、 時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。</p>

24、<p>　　7、NI Multisim 10可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路，包括電工學(xué)、模擬電路、數(shù)字電、射頻電路及微控制器和接口電路等?？梢詫?duì)被仿真的電路中的元器件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察不同故障情況下的電路工作狀況。在進(jìn)行仿真的同時(shí)，軟件還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)等。</p><p>

25、　　8、NI Multisim 10有豐富的Help功能，其Help系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更要的是包含有元器件的功能解說(shuō)，Help中這種元器件功能解說(shuō)有利于使用EWB進(jìn)行CAI教學(xué)。另外，NI Multisim10還提供了與國(guó)內(nèi)外流行的印刷電路板設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件Protel及電路仿真軟件PSpice之間的文件接口，也能通過(guò)Windows的剪貼板把電路圖送往文字處理系統(tǒng)中進(jìn)行編輯排版。支持VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言的電路

26、仿真與設(shè)計(jì)。</p><p>　　9、利用NI Multisim 10可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比，具有如下特點(diǎn)：設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行，可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全，可以完成各種類型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；可方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析；可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線和電路原理圖；實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際的元器件，實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類

27、和數(shù)量不受限制，實(shí)驗(yàn)成本低，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。</p><p>　　10、NI Multisim 10易學(xué)易用，便于電子信息、通信工程、自動(dòng)化、電氣控制類專業(yè)學(xué)生自學(xué)、便于開展綜合性的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)綜合分析能力、開發(fā)和創(chuàng)新的能力。</p><p><b>　　4 設(shè)計(jì)方案</b></p><p&g

28、t;　　4.1 方案一：采用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn) </p><p>　　采用集成邏輯電路設(shè)計(jì)具有能實(shí)現(xiàn)，時(shí) 分 秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。</p><p>　　4.2 方案二：EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn) </p><p>　　采用EDA作為主控制外圍電路進(jìn)行電壓，時(shí)鐘控制鍵盤和LED控制，此方案

29、邏輯電路復(fù)雜，且靈活性較低，不利于各種功能的擴(kuò)展，在對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)比較困難。</p><p>　　4.2 方案三：?jiǎn)纹瑱C(jī)編程實(shí)現(xiàn) </p><p>　　在按鍵較少的情況下，采用獨(dú)立式4個(gè)按鍵，經(jīng)軟件設(shè)計(jì)指定的I/O口，送出邏輯電平，控制數(shù)碼管顯示，根據(jù)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求與原理以及特性，本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C52串口輸出的形式來(lái)設(shè)計(jì)電路，使功能及效果更完美。</p>

30、;<p><b>　　4.3 結(jié)論：</b></p><p>　　比較以上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，方案一簡(jiǎn)潔靈活可擴(kuò)展性好，能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)符合本次課程設(shè)計(jì)的要求，故采用第一種方案。</p><p>　　4.4 設(shè)計(jì)思路總括</p><p>　　圖4-1 設(shè)計(jì)思路網(wǎng)絡(luò)圖</p><p><b>

31、　　5 各模塊電路分析</b></p><p>　　5.1 1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器</p><p>　　5.1.1 設(shè)計(jì)方案</p><p>　　方案一: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)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(hào)。因此，一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過(guò)分頻得到這一時(shí)間脈沖信號(hào)

32、。</p><p>　　圖5-1 石英晶體振蕩器</p><p>　　方案一：由集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，如圖3 所示。</p><p>　　圖5-2 1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)射器</p><p><b>　　555定時(shí)器</b></p>&

33、lt;p>　　555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。</p><p><b>　　引腳圖：</b></p><p>　　圖5-3 555定時(shí)器構(gòu)成多謝振蕩器電路圖</p><p>　　引腳功能

34、：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。</p><p>　　8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。</p><p><b>　　3腳：輸出端Vo</b></p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端</b></p&g

35、t;<p><b>　　6腳：TH高觸發(fā)端</b></p><p>　　4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。</p><p>　　5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入

36、干擾。</p><p>　　7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。</p><p>　　在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555定時(shí)器電路的功能表如表1示。</p><p>　　表5-1 555定時(shí)器功能表</p><p>　　5.2 譯碼顯示電路</p><p

37、>　　數(shù)字鐘的譯碼顯示電路由譯碼器4511BP和共陰極LED七段顯示數(shù)碼管組成,為避免譯碼器輸出的電壓過(guò)高，在譯碼器的輸出和數(shù)碼管的輸入之間串聯(lián)一個(gè)100Ω的電阻。</p><p>　　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。4511BP是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下：具有BCD轉(zhuǎn)

38、換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng)LED顯示器。</p><p>　　圖5-5 譯碼顯示電路</p><p>　　4511BP的邏輯功能表如表 2 所示：</p><p>　　表5-2 4511譯碼器功能表</p><p>　　5.3 計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　計(jì)

39、數(shù)電路采用異步二-五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS290，功能表如表3所示：</p><p>　　表5-3 74LS290功能表</p><p>　　它由一個(gè)一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。如果計(jì)數(shù)脈沖由端CP0輸入，輸出由端引出，即得二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如果計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由引出，即是五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；如果將與CP1相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP0輸入，輸出由引出，即得8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

40、。</p><p>　　由表可以看出，當(dāng)復(fù)位輸入R0(1)=R0(2)=1，且置位輸入S9(1)·S9(2)=0時(shí)，74LS290的輸出被直接置零；只要置位輸入S9(1)·S9(2)=1，則74LS290的輸出將被直接置9，即=1001；只有同時(shí)滿足R0(1)·R0(2)=0和S9(1)·S9(2)=0時(shí)，才能在計(jì)數(shù)脈沖(下降沿)作用下實(shí)現(xiàn)二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)。</

41、p><p>　　5.3.1 秒計(jì)數(shù)電路</p><p>　　圖5-6 秒計(jì)數(shù)電路</p><p>　　5.3.2 分計(jì)數(shù)電路</p><p>　　圖5-7 分計(jì)數(shù)電路</p><p>　　5.3.3 時(shí)計(jì)數(shù)電路</p><p>　　圖5-8 時(shí)計(jì)數(shù)電路</p><p><

42、;b>　　5.4 校時(shí)電路</b></p><p><b>　　圖5-9 校時(shí)電路</b></p><p>　　當(dāng)閉合如圖J9開關(guān)時(shí)，輸入信號(hào)所在與門U34A被“鎖”，U34B外接校時(shí)單脈沖信號(hào)源（按鍵開關(guān)），通過(guò)U36A對(duì)時(shí)（分）電路進(jìn)行校時(shí)。</p><p>　　5.5 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p>

43、;　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能要求是，每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲響。當(dāng)時(shí)鐘還有十秒到整點(diǎn)時(shí)，蜂鳴器開始響，持續(xù)時(shí)間為十秒。</p><p>　　此電路是通過(guò)五個(gè)與門和一個(gè)蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每當(dāng)分鐘的十位為5，個(gè)位為9，并且秒鐘的十位為5時(shí)，蜂鳴器接高電平，開始工作，直到到達(dá)整點(diǎn)停止。</p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路如圖11所示：</p><p>　　圖5-10 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電

44、路</p><p><b>　　5.6 鬧鐘電路</b></p><p>　　在指定的時(shí)刻發(fā)出信號(hào)，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管時(shí)鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號(hào)的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定的要求。</p><p>　　在本數(shù)字鐘設(shè)計(jì)中，選用了四片74LS85三位比較器實(shí)現(xiàn)。</p>

45、<p>　　圖5-11 鬧鐘電路</p><p>　　電路中，采用四個(gè)四位撥盤開關(guān)進(jìn)行鬧鐘時(shí)間設(shè)定，同時(shí)采用四個(gè)數(shù)值比較器將鬧鐘時(shí)間與數(shù)碼管顯示的時(shí)、分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行比較，只有當(dāng)兩者的時(shí)、分四位數(shù)均相同時(shí)，通過(guò)四輸入與門（圖中使用四輸入與非門和非門串聯(lián)代替）對(duì)蜂鳴器施加高電位，使蜂鳴器發(fā)聲，從而實(shí)現(xiàn)鬧鐘電路的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　6 仿真調(diào)試</b>

46、;</p><p><b>　　6.1 總體仿真圖</b></p><p>　　6.2 1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器仿真</p><p>　　圖6-1 1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器仿真結(jié)果</p><p>　　6.3 校時(shí)電路仿真</p><p>　　如圖6-2和圖6-3所示，現(xiàn)在的時(shí)間是00:08:06，且此時(shí)

47、“分”校時(shí)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，說(shuō)明現(xiàn)在是處于正常計(jì)數(shù)狀態(tài)；</p><p>　　圖6-2 現(xiàn)時(shí)刻時(shí)鐘顯示示數(shù)</p><p>　　圖6-3 “分”校時(shí)電路現(xiàn)狀態(tài)</p><p>　　如圖6-4所示，現(xiàn)將“分”校時(shí)電路開關(guān)閉合</p><p>　　圖6-4 “分”校時(shí)電路現(xiàn)狀態(tài)</p><p>　　按動(dòng)按鍵開關(guān)三次，結(jié)果如

48、圖6-5</p><p>　　圖6-5 現(xiàn)時(shí)刻時(shí)鐘顯示示數(shù)</p><p>　　6.4 整點(diǎn)報(bào)時(shí)仿真</p><p>　　圖6-6整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路仿真結(jié)果</p><p>　　6.5 鬧鐘電路仿真</p><p>　　圖6-7 通過(guò)撥盤開關(guān)所設(shè)的鬧鐘時(shí)間12:42</p><p>　　圖6-8 達(dá)到

49、鬧鐘時(shí)間時(shí)的電路狀態(tài)</p><p>　　此時(shí)探針發(fā)光，說(shuō)明模擬中的蜂鳴器正在發(fā)聲</p><p>　　圖6-9 過(guò)了鬧鐘時(shí)間的電路狀態(tài)</p><p><b>　　7 結(jié)果分析與總結(jié)</b></p><p><b>　　7.1 分析總結(jié)</b></p><p>　　1）數(shù)字

50、鐘計(jì)數(shù)功能測(cè)試：接通電源，在秒脈沖的作用下，電路開始計(jì)數(shù)，且時(shí)、分、秒分別為24、60、60進(jìn)制。計(jì)數(shù)功能符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　2）校時(shí)功能測(cè)試：在顯示時(shí)鐘時(shí)間時(shí)，按動(dòng)時(shí)鐘調(diào)時(shí)、時(shí)鐘調(diào)分按鈕開關(guān)時(shí)，時(shí)、分均可以調(diào)節(jié)，且不按動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)電路能正常工作，校時(shí)功能符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　鬧鐘功能測(cè)試：通過(guò)撥碼開關(guān)調(diào)節(jié)定時(shí)的時(shí)和分，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)定時(shí)時(shí)刻時(shí)，蜂鳴器響起，探針發(fā)亮

51、，鬧鐘時(shí)間為1分鐘。鬧鐘功能符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能測(cè)試：在每一個(gè)小時(shí)時(shí)刻，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)59分50秒時(shí)，電路發(fā)出整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)，持續(xù)10秒鐘后，報(bào)時(shí)停止。整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　通過(guò)以上測(cè)試，表明此次設(shè)計(jì)的電路符合了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p><p>　　7.2 遇到問(wèn)題與解決方法</p><

52、;p>　　一直無(wú)法使蜂鳴器發(fā)出聲音，不能實(shí)現(xiàn)鬧鐘與報(bào)時(shí)提醒功能。</p><p>　　解決方法：在蜂鳴器那里接上一個(gè)指示探針，探針亮即表示蜂鳴器響，探針不亮即蜂鳴器不響。</p><p>　　開始仿真時(shí)，發(fā)現(xiàn)探針一直是亮的狀態(tài)，不符合理論分析結(jié)果。</p><p>　　解決方法：忘了在鬧鐘電路與蜂鳴器之間加上一個(gè)非門，使鬧鐘電路出現(xiàn)反效果。加上非門后問(wèn)題解決。

53、</p><p>　　調(diào)動(dòng)撥碼開關(guān)定時(shí)后，發(fā)現(xiàn)鬧鐘不能在指定時(shí)刻響起。</p><p>　　解決方法：弄錯(cuò)了撥碼開關(guān)與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即撥碼開關(guān)表示的時(shí)間與自己所想的時(shí)間不對(duì)應(yīng)。理解后，重新調(diào)試可以成功。</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 呂思忠，施齊云.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)

54、.哈爾濱：工程大學(xué)出版社，2001.09</p><p>　　[2] 現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)  清華大學(xué)出版社  北京交通大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn) 朱定華主編. .北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[4] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)· 試驗(yàn)· 測(cè)試，第三版.華中

55、科技大學(xué)出版社，2006.08</p><p>　　[5] 蔣黎紅，黃培根.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)&Multisim 10仿真.電子工業(yè)出版社，2010.07</p><p>　　本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字：__________________ </p><p>　　年