【正文】 ........................19 電子鐘仿真圖 ............................................................................................19 數(shù)字 電子鐘 PCB 圖 ...................................................................................20 圖 15 數(shù)字電子鐘的 PCB 圖 ............................................................................................20 總結(jié) ................................................................................................................................21 致 謝 ............................................................................................................................22 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................23 1 1 引言 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。使用的主要芯片有 555 定時(shí)器、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。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。 鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 ： WL1 型 數(shù)字電子鐘 指導(dǎo)教師： 安家文 職稱： 教授 學(xué)生姓名： 王亮 學(xué)號(hào)： 20xx1525145 專 業(yè)： 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 班級(jí)： 1 班 院 （系）： 電子信息工程學(xué)院 完成時(shí)間： I WL1 型 數(shù)字電子鐘 摘要 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。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(chǎng)上比較常用的 74 系列的集成芯片制作。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。人們的生活越來越離不開電子，特別是電子鐘 /表。 2 2 設(shè)計(jì)方案的選取與論證 方案一： 單片機(jī)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。 方案二： 該方案使用 74 系列的集成芯 片 74160、 744 7400 等設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)序邏輯電路。 二設(shè)計(jì)任務(wù)書 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。 任務(wù)： 鞏固和加強(qiáng)已經(jīng)學(xué)過的基礎(chǔ)理知識(shí) 提高設(shè)計(jì)硬件電路和解決實(shí)際問題的能力 3 掌握基本元器件和芯片的功能及使用方法 加強(qiáng)對(duì) protues 和 protle 軟件的了解和學(xué)習(xí) 3 WL1 型數(shù)字電子鐘 WL1 型數(shù)字鐘電路框圖 WL1 型數(shù)字電子鐘的整體框圖如框圖一所示 圖 1 WL1 型數(shù)字鐘電路框圖 （ 1）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。 （ 2）計(jì)時(shí)器電路：電路的計(jì)時(shí)電路由時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)電路組成。 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作電 流。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 WL1 型數(shù)字鐘電路原理分析 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。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。 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。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）。 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。外接電阻電容，就可以構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器。 充放電 波形圖 如圖 5 所示。 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)。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。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。 74160 有異步復(fù)位和同步置數(shù)的功能，所以 160 計(jì)數(shù)值的設(shè)計(jì)有兩種方式：一、有異步復(fù)位，二、同步置數(shù)。 11 電路圖如圖 6所示 CPCL123U47 4 L S 0 0D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U17 4 1 6 0 D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U27 4 1 6 0U3NO TV C CG ND 圖 6 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖 （二） 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì) 電路工作原理 該計(jì)數(shù)器的要求是：當(dāng)計(jì)數(shù)器 U U1 的計(jì)數(shù)值分別為 3時(shí)，分、秒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值都為 59 時(shí)，計(jì)數(shù)器要清零。并將與非門的輸出端接至 U U2 的復(fù)位端 MR。 13 校時(shí)電路圖如圖 8 D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1分鐘個(gè)位7 4 1 6 0D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1秒鐘十位7 4 1 6 0123U 2 0 :A7 4 L S 0 0 圖 8 校時(shí)電路圖 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 （一 )要求 ，電路自動(dòng)有提示音響起。如果在蜂鳴器的兩輸入端加上直流電壓時(shí)，蜂鳴器就會(huì)產(chǎn)生響聲。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。 BI是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。 74ls48 芯片的引腳圖如圖 11 所示 圖 11 74ls48 引腳圖 （ 2）數(shù)碼管 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） 。 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。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。 7748 的 LT為燈測(cè)輸入端，低電平有效。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。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。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。 設(shè)計(jì)體會(huì) 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。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。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(duì)于修改電路原理圖更為方便和快捷。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。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。 在西亞斯這所美麗里學(xué)