【正文】 年 月 日陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 1 系統(tǒng)原理框圖 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。 三、 設(shè)計(jì)與制作要求 畫出整機(jī)電路 框圖 ，說明各部分電路的工作原理與要求； 通過各部分電路的設(shè)計(jì)分析，畫出數(shù)字鐘的 原理電路 ，并說明電路的 工作原理； 電路主要元器件的分析選擇與參數(shù)的確定； 通過電路的仿真與分析，進(jìn)一步優(yōu)化電路與元器件參數(shù)，畫出 印制電路板圖 ； 印制電路板的制作、電路的裝配、調(diào)試與檢測過程； 撰寫出設(shè)計(jì)制作總結(jié)報(bào)告 四、 畢設(shè)考核的主要知識(shí)與技能 本課題涉及了《數(shù)電》、《 PROTEL》、 EDA 等方面的知識(shí)，主要考核電子電路分析與計(jì)算機(jī)的基本應(yīng)用能力等。它是由數(shù)子鐘電路、定時(shí)電路、放大執(zhí)行電路、電源電路組成。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。石英晶體振蕩器產(chǎn)生 32768Hz 的信號(hào)， 分頻器電路將 32768Ｈ z的高頻方波信號(hào)經(jīng) 32768 經(jīng) 15 級(jí) 2次分頻后得到 1Hz 的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。 原理：由 555 和 RC 組 成的多諧振蕩器可得到 1Hz 的方波脈沖信號(hào)，把脈沖加到秒計(jì)數(shù)器的輸入端，秒 計(jì)數(shù) 器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，記滿 60 個(gè)數(shù)復(fù)位，同時(shí)給分計(jì)數(shù)器一個(gè)信號(hào)，分計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，記滿 60 個(gè)數(shù)復(fù)位，同時(shí)給時(shí)計(jì)數(shù)器一個(gè)信號(hào)，時(shí)計(jì)數(shù)器譯 碼 顯 示 電 路 時(shí)計(jì)數(shù)器 分計(jì)數(shù)器 秒計(jì)數(shù)器 校時(shí)電路 石英晶體振器 多級(jí)分頻器 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 4 對(duì)脈沖計(jì)數(shù)，記滿 24 個(gè)數(shù)后復(fù)位。 綜上分析，選擇方案一， 石英晶體振蕩電路 能夠作為最穩(wěn)定的信號(hào)源。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。輸出反饋電阻 R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。為了盡量減少元器件數(shù)量，可選用多極 2進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CD4060， CD4060 計(jì)數(shù)為 14 級(jí) 2 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以將 32768HZ的信號(hào)分頻為 2HZ，其內(nèi)部框圖如圖 3— 3 所示，從圖中可以看出， CD4060 的時(shí)鐘輸入端兩個(gè)串接的非門，因此在CP０ 和 CP０ 之間接入振蕩器 外接元件可實(shí)現(xiàn)振蕩，并利用時(shí)計(jì)數(shù)電路中多一個(gè) 2分頻器（后述）可實(shí)現(xiàn) 15級(jí) 2分頻，即可得 1HZ信號(hào)。 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 8 圖 3— 5 十進(jìn)制 — 六進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換電路 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 Q３ 作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的 CPＡ 相連，分十位計(jì)數(shù)單元的 Q２ 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 CPＡ 相連。若門電路采用 TTL 型，則可省去電阻 R1和 R2。進(jìn)位輸入信號(hào)。 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 10 4 、元器件 本課程設(shè)計(jì)共用到材料有 網(wǎng)絡(luò)線 2米 /人 CD4060 集成塊 1塊 74HC390 集成塊 3塊 74HC51 集成塊 1塊 共陰八段數(shù)碼管 6個(gè) 74HC00 集成塊 4塊 CD4511 集成塊 6 塊 鑷子 1 把 剪刀 1 把 10MΩ 電阻 5個(gè) 74HC390 集成塊 3塊 74HC30 集成塊 1塊 500Ω 電阻 14個(gè) 30p電容 2個(gè) 時(shí)鐘晶體 1個(gè) 四連面包板 1 塊 附：面包板結(jié)構(gòu)圖 （ 1） WB— 1 系列面包板之電源座（邊系）彈片是由每 25個(gè)插孔連接在一起的彈片組裝而 成的。 課程設(shè)計(jì)是一次難得的鍛煉機(jī)會(huì)，讓我能夠充分利用所學(xué)過的理論知識(shí)還有自己的想象的能力，另外還讓我們學(xué)習(xí)查找資料的方法，以及自己處理分析電路，設(shè)計(jì)電路的能力。作為工科類的學(xué)生，以后工作了難免要碰到許許多多的問題，不要絕望，堅(jiān)持，直到看到勝利的曙光。陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 22 附錄 1原件清單 器件型號(hào) 用途介紹 數(shù)量 74LS48 譯碼器 6 BS202 數(shù)碼顯示器 6 74HC390N 多功能的計(jì)數(shù)器 3 74LS04 6 反相器 1 74LS00 2 輸入與非門 3 74LS08 4 輸入與門 1 Crystal 晶振 1 Buzzer 蜂鳴器 1 Resister 100 歐姆電阻 6 Resister 歐姆電阻 2 Resister 1K 歐姆電阻 1 Resister 22 歐姆電阻 1 103 電容 2 Switch 開關(guān) 2 9013 NPN 1 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 23 附錄 2部分芯片引腳圖與功能表 74HC390 引腳圖與功能表 圖 2 74HC390 引腳圖與功能表 。模電課程設(shè) 計(jì)學(xué)到得方法在這里可以繼續(xù)使用，比如 MULTISIM 等學(xué)習(xí)軟件，給設(shè)計(jì)提供了很大的便利。我也得出結(jié)論，不同的電路可以實(shí)現(xiàn)同樣的功能，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)最簡單，最經(jīng)濟(jì)，最實(shí)用的電路。選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當(dāng)其兩端加上一個(gè)直流電壓時(shí)酒會(huì)發(fā)出鳴叫聲，兩個(gè)輸入端是極性的，其較長引腳應(yīng)與高電位相連。通常采用基本 RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動(dòng)電路，如圖 3— 7所示即為帶有該電路的校正電路。本次設(shè)計(jì)中選擇 CD4511 作為顯示譯碼電路；選擇 LED 數(shù)碼管作為顯示單元電路。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。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。該電路廣泛使用于各種需要頻率穩(wěn)定及準(zhǔn)確的數(shù)字電路，如數(shù)字鐘、電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信電路等。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。對(duì)于 CMOS 門則常在 10～ 100MΩ 之間 。 頻率長期穩(wěn)定性極高 ，Q 值高，帶寬很窄，有利于選頻；體積小，適應(yīng)現(xiàn)在集成工藝要求 。 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 3 方案設(shè)計(jì)與論證 方案一： 原理：數(shù)字鐘一般由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。圖 1 所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成 框圖。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng)，并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。 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。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 一般時(shí)鐘都應(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)出連續(xù)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 。方案一方框圖如 圖 圖 方案一系統(tǒng)方框圖 優(yōu)點(diǎn)： 石英鐘走 時(shí) 準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用為其最大優(yōu)點(diǎn) 。 石英晶體振蕩電路 :采用的 32768 晶體振蕩電路 ,其頻率為 32768Hz,然后再經(jīng)過 15分頻電路可得到標(biāo)準(zhǔn)的 1Hz 的脈沖輸