【正文】 過的基本器件； 由于我們隊單片機還沒怎么掌握， 所以綜合各個方面的因數(shù)，我選擇了方案 一 做為本次課題的主要研究對象，本文也將注重介紹方案 一 的設(shè)計方法。 （ 1） 振蕩器作用 數(shù)字電路中的時鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。當(dāng) cu 上升到 13ccV時， 2A 輸出由０翻轉(zhuǎn)為１，這時__1D DRS??， RS? 觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋Ｒ粤M制為例，當(dāng)計數(shù)器從 00， 01， 02， ?? ， 59 計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當(dāng)?shù)?60 個秒脈沖到來時，反饋信號隨即將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)模為 60 的循環(huán)計數(shù)。 譯碼與顯示電路 （一）電路如圖 所示 第 12 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 圖 （二）電路的工作原理 譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號以表示編碼時所賦予原意的電路。在管腳圖中，管腳 LT、 RBI、 BI/RBO 都是低電平是起作用，作用分別為： LT為燈測檢查，用 LT 可檢查七段顯示器個字段是否能正常被點燃。一般電子表都具有時、分、秒等校時功能。 （一）設(shè)計電路如圖 所示 第 15 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 圖 （二）電路的工作原理 在這里將舉例來說明它的工作原理。如果控制 1KHz 高音和驅(qū)動音響電路的兩極與非門也采用 OC門，則 RL 的值應(yīng)該重新計算。一般用 5V。 7 腳： D 放電端。引腳如圖 圖 單時鐘加 /減計數(shù)器 74LS191 如圖 所示，該圖為所存器 74LS191 的引腳圖。新的小時數(shù)置于 74LS191，分十位計數(shù)器的進位脈沖的下降沿到來時又使 74LS74 的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， 1Q 經(jīng) G G4 延時后， 74LS191 進行減法計數(shù)，計數(shù)脈沖由 CK0 提供。 BCD 碼 7 段譯碼器 4511 如下圖 所示，該圖為 BCD 碼七段譯驅(qū)動器及數(shù)碼顯示器。 74LS03 的管腳圖如圖 二 4 輸入與非門 74LS20，四個輸入端有一個為 0，則輸出為 1，只有全部輸入為 1，輸出才為 0。 74LS92 的管腳圖如圖 。 ? 獨特的單片機協(xié)同仿真功能 支持主流的 CPU 類型：如 ARM 8051/5 AVR、 PIC10/1 PIC1 PIC1PIC2 dsPIC3 HC1等。 調(diào)試結(jié)果 如圖 圖 仿電臺整點報時電路 調(diào)試目的 驗證該電路是否具有正點報時的功能。對此部分 仿真可用到仿真軟件 proteus。 第 30 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 8 設(shè)計總結(jié) 設(shè)計的收獲體會 通過本次畢業(yè)設(shè)計 ,我明白了一個道理 :無論做什么事情 ,都必需養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn) ,認(rèn)真 ,善思的工作作風(fēng) .我這課程設(shè)計由于我采用的是數(shù)字電路來實現(xiàn)的 ,所以電路較復(fù)雜 ,但是容易理解。 總之，這次 實驗過程中我受益匪淺，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了動手操作的能力， 更讓我體會到實現(xiàn) 電路功能喜悅。 第 31 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 9 致謝 在這里，我對我們的帶課老師 卜 云 老師表示衷心的感謝。 在 卜 老師的指導(dǎo)下，我學(xué)到了很多平時沒有學(xué)到的東西，尤其是學(xué)到了很多依托我們的專業(yè)知識在實際生活中廣泛應(yīng)用的東西。 對設(shè)計的進一步完善提出意見或建議 本次設(shè)計還是有許多的不足之處 ,比如說鬧鐘電路的功能不是很好，因為鬧鐘電路的時間是定點的，內(nèi)部線路是固定的，所以不好換時間，功能不是很強大。普 通編碼器中，任何時刻只允許輸入一個編碼信號，否則輸出將發(fā)生混亂， 所以選擇了優(yōu)先編碼器。 第 29 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 7 結(jié)論 該設(shè)計用仿真軟件 proteus 的驗證了理論分析結(jié)果的正確性。 圖 第 27 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 調(diào)試結(jié)果分析 調(diào)試電路已實現(xiàn)的功能 該電路實現(xiàn)了鬧鐘功能，還有仿電臺整點報時，正確顯示時間。 第 24 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 5 系統(tǒng)調(diào)試 仿真電路總圖 見附錄 2所示 。 第 23 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 4 軟件簡介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。其中，CKA 和 0Q 組成一位二進制計數(shù)器； CKB 和 3 2 1Q 組成五進制計數(shù)器；若將 0Q 與CKB 相連接，時鐘脈沖從 ACP 輸入，則構(gòu)成了 8421BCD 碼十進制計數(shù)器。當(dāng)有輸入信號輸入時，對應(yīng)的輸出端輸出高電 平“ 1”，此時數(shù)碼顯示器相對應(yīng)的端腳接受到信號，從而使對應(yīng)的燈管亮 第 20 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 起，顯示對應(yīng)的數(shù)字。當(dāng)減法計數(shù)到 0 時，使 D 觸發(fā)器的 1CK=0，但是觸發(fā)器的狀態(tài)不改變。 LD 為置數(shù)端 ,當(dāng) LD=0 時將小時計數(shù)器的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)輸入端 0 1 2 3DDDD 的數(shù)據(jù)置入， RC 為溢出負(fù)脈沖輸出端 .當(dāng)減法計數(shù)到“ 0” 時， RC 輸出一個負(fù)脈沖。電阻分壓器由三個 5kΩ的等值電阻串聯(lián)而成。2 腳： TR 低觸發(fā)端。持續(xù) 1 分鐘到 8點整晶體管因為輸入端為“ 0”而截止，電路停鬧。設(shè)計如下： 7 時 59 分對應(yīng)數(shù)字鐘的時時個位計數(shù)器的狀態(tài)為 3 2 1 0 1( ) 0 1 1 1HQ Q Q Q ?，分十位計數(shù)器的狀態(tài)為 3 2 1 0 2( ) 0 1 0 1MQ Q Q Q ?，分個位計數(shù)器的狀態(tài)為3 2 1 0 1( ) 1 0 0 1MQ Q Q Q ?，若將上述計數(shù)器輸出為“ 1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，就可以使音響電路正好在 7點 59 分響，持續(xù) 1分鐘后（即 8點）停響。校時有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關(guān)控制，使計數(shù)器對 1Hz 校時脈沖計數(shù)。 RBI 是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅。 （三）對電路中的主要元件及功能介紹 （ 1）譯碼器 74LS48 譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。 （一） 60 進制計數(shù)器 電路如圖 所示 第 10 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 圖 電路中， 74LS92 作為十位計數(shù)器，在電路中采用六進制計數(shù)； 74LS90 作為個位計 數(shù)器在電路中采用十進制計數(shù)。選用 3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器 74LS90 可以完成上述 功能。 1tt? 時刻， cu 上升到 23ccV ，比較器 1A 的輸出由１變?yōu)?０，這時_ 0DR? ，_ 1DS? ， RS? 觸發(fā)器復(fù)０，定時器輸出 0 0u? 。它利用 某種反饋方式產(chǎn)生時鐘信號。 主體電路部分 主體電路部分的電路主要由振蕩電路、計數(shù) 電路、顯示電路以及校時電路四大部分組成。完全就可以通過編寫程序來控制電路的顯示。 方案二 系統(tǒng) 框圖如圖 。并比較兩種方案的優(yōu)劣。 工作原理 本設(shè)計 主要運用集成電路來實現(xiàn)多功能的數(shù)字鐘的設(shè)計。時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記時間，忘記了要做的事情，但是，一旦重要的事情，一時的耽誤可能釀成大禍。 與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更更長的使用 壽命，因此得到了廣泛的使用。時、分、秒的計數(shù)結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)處理可直接送顯示器顯示。 over 12 翻 039。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大的擴展了鐘表原來的報時功能，因此研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著日?，F(xiàn)實的意義。 實施計劃 首先就是要理清實現(xiàn)設(shè)計的框圖，在總體框圖的指導(dǎo)下，作出具體的電路圖，由要設(shè)計實現(xiàn)的功能，計算出各個電路元件的值，并逐一對各個元件進行選擇。秒位每秒加一，分位每六十秒加一，時位每六十分加一，于是低位的進位信號可以用來驅(qū)動高位計數(shù)，這就是數(shù)字計時器的原理。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。所以方案二比較智能一些，但是方案二采用的是單片機控制系統(tǒng)，這對編寫程序的人來說，技術(shù)要求比較高，要求對單片機有很高的操作水平，對 c 語言有一定的了解。因此，一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過分頻后獲得時間標(biāo)準(zhǔn)信號。 （ 3）振蕩器的工作原理 由 555 定時器組成的多諧振蕩器，其中 R R2和電容 C 為外接元件。 第 8 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 2tt? 時刻， cu 下降到 13 ccV ，比較器 2A 輸出由 1 變?yōu)?0， RS 觸發(fā)器的_DR? 1， _DS? 0，觸發(fā)器處于 1，定時器輸出 0 1u? 。 數(shù)字鐘的計數(shù)電路是用兩個六十進制計數(shù)電路和“ 12 翻 1”計數(shù)電路實現(xiàn)的。 表 “ 12 翻 1”小時計時時序 十位 個位 十位 個位 CK Q10 Q03 Q02 Q01 Q00 CK Q10 Q03 Q02 Q01 Q00 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 8 9 10 11 12 13 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 （ 2）電路工作原理 由表可知：個位計數(shù)器由 4 位二進制同步可逆計數(shù)器 74LS191 構(gòu)成，十位計數(shù)器由雙 D觸發(fā)器 74LS74 構(gòu)成 ，將它們組成 “ 12 翻 1”小時計數(shù)器。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。 第 13 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 圖 （ 2）顯示器 SM421050N 在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進行“慢校時”。 RL 的值由下式?jīng)Q定： m inm ax CC OHLOH IHVVR nI mI?? ? m axm in CC OLLOL ILVVR I mI?? ? maxOLV =,ILI =, minOLV =,IHI =50uA,OLI =8mA,OHI =100Ua。 表 CP(秒 ) Q3s1 Q2s1 Q1s1 Q0s1 功能 50 0 0 0 0 51 0 0 0 1 鳴低音 52 0 0 1 0 停 53 0 0 1 1 鳴低音 54 0 1 0 0 停 55 0 1 0 1 鳴低音 56 0 1 1 0 停 57 0 1 1 1 鳴低音 58 1 0 0 0 停 59 1 0 0 1 鳴低音 00 0 0 0 0 停 第 17 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 具體 設(shè)計電路如圖 圖 特殊器件介紹 555 時鐘芯片 如圖 ， 555 電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本 RS 觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器 5 個部分組成。當(dāng) R 端接低電平，則時基電路不工作，此時不論 TR、 TH 處于何電平，時基電路輸出為“ 0”，該端不用時應(yīng)接高電平。高電平觸發(fā)信號加在 C1 的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本 RS 觸發(fā)器 R 端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在 C2 的同相輸入端， 與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本 RS 觸發(fā)器 S 端的輸入信號。 CKA為減法計數(shù)脈沖 ,兼作音響電路的控制脈沖。如果出現(xiàn)某些整點數(shù)不準(zhǔn)確，其主要原因是邏輯控制電路的與非 第 19 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 門延時時間不夠 ,產(chǎn)生了競爭冒險的現(xiàn)象， 74LS191 引腳如圖 圖 D 觸發(fā)器 74LS74 在電 路中用到了 D觸發(fā)器 74LS