【導讀】掌握數(shù)字鐘的設計、組裝和調試方法。熟悉各元件的作用以及注意事項。功能模塊組成，標出各個模塊之間互相聯(lián)系。的電路圖，加上原理說明。選擇合適的元器件，設計、選擇合適。方式，確保電路正確性。

　　

【正文】 和導通，啟動聲報警電路工作。聲報警電路由時基集成電路 NE555和六反相器 CD4069組成。 1基于 CD4060夢幻燈的設計與實現(xiàn)（基于 proteus仿真） 設計一款電路，使其具有多種美麗的聲光效果，三種顏色的 LED 隨機組合，五彩斑斕，配有生日快樂音樂芯片，閃光的同時有生日快樂音樂播放，蜂鳴器發(fā)生，音樂芯片直接可以裝到電路板上，備有電源開關，方便控制，可以外接交流電源或電池?？勺魃斩Y物相送。 1變音警笛電路的設計與實現(xiàn)設計一款電路，該電路采用兩片 NE555時基集成電路構成的變音警笛電路，能發(fā)出“嗚 哇 嗚 哇”的警笛聲。 1魔幻 LED搖搖棒的設計與制作 “搖搖棒”是一種利用我們的“視覺暫留效應”工作的高科技電子玩具。接通電源后，它上面的一列 LED（發(fā)光二極管）不停地閃爍，當你搖動它時，會看見空中夢幻般的浮現(xiàn)一 個個笑臉、愛心等圖案或者文字。“搖搖棒”使用了一塊單片機。通過編寫程序，在它內部存儲若干幅圖形和文字，用一只輕觸按鈕來選擇要顯示的內容，并且使用一只動作傳感器開關來確保顯示正常。 1基于數(shù)字電路 NE5 5 CD4017LED骰子的設計與實現(xiàn) 由 555 組成的多諧振蕩器和 CD4017 十進制計數(shù)器／脈沖分配器構成。7 個發(fā)光二極管模擬骰子的點數(shù)，當按下按鈕 1 秒以上，骰子上的發(fā)光二極管高速循環(huán)點亮，之后循環(huán)速度越來越慢并最終隨機停止于某個點上。 1數(shù)顯計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 不需要編程的計數(shù)器模塊，有 3 個數(shù)碼管 顯示，使用 14553 和 14511芯片進行控制驅動。 1基于 555簡易催眠器的設計與制作 時基電路 555 構成一個極低頻振蕩器，輸出一個個短的脈沖，使揚聲器發(fā)出類似雨滴的聲音 1基于數(shù)字電路電動機轉速表的設計與實現(xiàn) 在電動機轉動時，人眼無法統(tǒng)計電動機單位時間轉轉的圈數(shù)，即使電動機每秒鐘只轉動幾圈，我們也無法準確的數(shù)數(shù)來得到電動機每分鐘的轉動圈數(shù)。設計一款電動機轉速表來計數(shù)，最大可以顯示 999，如果需要顯示更大的數(shù)字，還可以自行增加 CD40110 和數(shù)碼管，每增加一級，計數(shù)可增大 10倍再加上 9。 基于 CD4011路燈開關模擬電路的設計與實現(xiàn) 從節(jié)約用電的角度出發(fā)，路燈開關在每天傍晚時全部燈亮，后半夜行人稀少，路燈關掉一半，第二天清早路燈全部關閉。 2數(shù)字秒表的設計與實現(xiàn) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，時針發(fā)生器及計時器，譯碼顯示單元電路的應用 2基于 CD4011聲光控帶燈頭開關的設計與實現(xiàn) 開關選用 CD4011 集成塊為延時電路，選用 1A 單向可控硅以及性能穩(wěn)定的光敏電阻和優(yōu)質的駐極體組成的聲光控動作電路 2基于數(shù)字電路兩位計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 兩位自動計數(shù)器兩位數(shù)碼管自動顯示 099,數(shù)字可清零。電路主要由NE555,4518,4511 實現(xiàn)。上電后 ,電路自動計數(shù) .由 0 增至 99,不斷循環(huán)計數(shù) . 2數(shù)字頻率計的設計與實現(xiàn) 電路通過時基電路 NE555，十進制計數(shù) /譯碼器 CD4017，六與非門CD4011，十進制計數(shù) /譯碼 /鎖存 /驅動器 CD40110 以及兩個共陰數(shù)碼管實現(xiàn)被測信號頻率測試。 2基于數(shù)字電路自動溫控報警電路的設計與實現(xiàn) 現(xiàn)實生活中，常常需要進行溫度控制。當溫度超出某一規(guī)定的上限值時，需要立即切斷電源并報警。待恢復正常后設備繼續(xù)運行。 設計一款溫度控制電路，電路采用 LM324 作比較器， NE555 作振蕩器，十進制計數(shù) /譯碼器 CD4017以及鎖存 /譯碼 /驅動電路 CD4511作譯碼顯示達到上述要求。 2基于數(shù)字電路兩位自動計數(shù)器的設計與實現(xiàn) 兩位自動計數(shù)器兩位數(shù)碼管自動顯示 099,數(shù)字可清零。電路主要由NE555,4518,4511 實現(xiàn)。上電后 ,電路自動計數(shù) .由 0 增至 99,不斷循環(huán)計數(shù) .數(shù)字上升速度快慢由 NE555 振蕩頻率決定 .S1 為計數(shù)清零按鍵 .NE555 構成時鐘信號發(fā)生器 ,CD4518 為二 /十進制加法計數(shù)器 ,CD4511 為譯碼驅動器 ,調節(jié) R17 可調節(jié) NE555 的振蕩頻率 .C1 為充放電電容 ,電容容量愈大 ,充電時間愈長 ,則振蕩頻率愈低。 2基于數(shù)字電路數(shù)字顯示頻率計電路的設計與實現(xiàn) 電路通過時基電路 NE555，十進制計數(shù) /譯碼器 CD4017，六與非門CD4011，十進制計數(shù) /譯碼 /鎖存 /驅動器 CD40110 以及兩個共陰數(shù)碼管實現(xiàn)被測信號頻率測試。 2基于 CD4017流水燈的設計與實現(xiàn) CD4017流水燈由 555組成的多諧振蕩器和 CD4017十進進制計數(shù) /譯碼電路組成。 2基于 CD4017 六路回閃燈的設計與實現(xiàn)電路通電后，六個發(fā) 光管先依次點亮，再全部熄滅，然后反方向依次點亮，完成一個循環(huán)，接著進行下一個循環(huán)。電路由 555 組成的多諧振蕩器和 CD4017十進進制計數(shù) /譯碼電路組成。 基于 CD4017摩托車閃燈的設計與實現(xiàn) 電路由多諧振蕩電路和 CD4017構成，實現(xiàn)三組發(fā)光管循環(huán)顯示。 3基于 CD401712路回閃燈的設計與實現(xiàn) 電路由 555組成的多諧振蕩器和 CD4017十進制計數(shù) /譯碼電路構成。 3基于 CD4518/4511 數(shù)字鐘的設計與實現(xiàn) 第五篇：數(shù)字邏輯課程設計 數(shù)字鐘 安徽工業(yè)大學 《數(shù)字邏輯》課程報告 課程名稱：數(shù)字鐘 姓名 :專業(yè)班級 :指導教師 : 2021/05/31 圖 A 如圖 A 所示，數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，即：能準確計時，以數(shù)字形式顯示小時、分秒的時間；小時計時以“ 24 進 1”，分和秒的計時以“ 60 進 1”；具有校正時和分的功能。擴展電路完成數(shù)字鐘的擴展功能。 系統(tǒng)的工作原理： 振蕩器產生穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字中的時間基準，然后經(jīng)分頻器輸出標準秒脈沖。秒計數(shù)器滿 60 后向分計數(shù)器進位，分計數(shù)器滿60 后向小時計數(shù)器 進位，小時計數(shù)器按照“ 24 翻 1”規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器顯示，計時出現(xiàn)誤差時可以進行校時、校分。各擴展電路必須在主體電路正常運行的情況下才能進行功能擴展。 振蕩器電路 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)字鐘的準確程度。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高，但耗電量增大且分頻級數(shù)多。一般有如下幾種方案構成振蕩器電路： 方案 1：如圖 11 所示為電子手表集成電路中的晶體振蕩器電路，常取晶振的頻 率為 32768Hz，因其內部有 15 級 2 分頻集成電路，所以輸出端正好可得 到 1Hz 的標準脈沖。該方案優(yōu)點是走時準確及穩(wěn)定，集成度高，所需芯 片少。方案 2：由集成電路定時器 555與 RC 組成的多諧振器，電路圖如圖 12。輸出頻 率為 1000Hz。該方案的優(yōu)點是起振容易，振蕩周期調節(jié)范圍廣，缺點是 頻率穩(wěn)定性差，精度低，所以在本實驗中不宜使用。 方案 3：由集成邏輯門與 RC 組成的對稱式多諧振蕩器，可以輸出頻率為 1MHz的 脈沖。該方案的優(yōu)點是精度高，集成簡單，所需元器件少。 由于此次設計所提供的芯片主要是 74ls00 且方案三精度較高，連線簡單所以選用方案三。 21 分頻器的功能主要有兩個：一是產生標準秒脈沖信號，二是提供功能擴展電路所需要的信號。選用中規(guī)模集成芯片 74ls90 可以完成上述功能，用 6個級聯(lián)即可以得到 1Hz 的脈沖，該方案原理簡單，易于調試，且可以得到各種頻率的脈沖，適合功能的擴展。因此此次設計選用該方案。 計數(shù)器電路 分和秒都是模 M=60的計數(shù)器，它們的個位都是十進制計數(shù)器，而十位則是六進制計數(shù)器。時計數(shù)器是一個“ 24 翻 1”的特殊進制計數(shù)器，即當數(shù)字鐘的計時器運行到 23 時 59 分 59 秒時，秒的個位計數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字鐘應自動顯示為 00 時 00 分 00 秒，實現(xiàn)日常生活中習慣用的計時規(guī)律。修改由于都不多于十進制，則可以用 6 個中規(guī)模集成電路計數(shù)器 74ls90 來實現(xiàn)計數(shù)。該方案功能靈活，芯片統(tǒng)一便于調試與組裝。 校時校分電路 當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，均需要校正時間。對校時電路的要求是，在進行小時校正時不影響分和秒的計時，同理，在進行分校正時不影響時和秒的正常計數(shù)。其實現(xiàn)方法可以是將校時校分信號直接加到分、時計數(shù)器上，因此校時校分電路實際上是一個輸入信號的轉換開關。 以下是幾種方案： 方案 1：簡單的手動開關，如圖 141 所示，正常工作時， s 指向 A，校時時只 需使 s 指向 B。這種電路簡單，但是開關的通斷產生隨機的機械抖動信 號，不易控制其穩(wěn)定性。 方案 2：如圖 142 所示，用三個與非和一個可調電位實現(xiàn)信號的轉換，當正常 工作時，電位器動滑頭指向 B，這時 CP=C0；當需要校時，動滑頭指向A， 此時 CP 等于秒脈沖，兩個電容可以濾去滑動中產生的干擾信號。 方案 3：三個與非門和基本 RS 觸發(fā)器?；?RS 觸發(fā)器可以完全消除開關的機械 抖動，是最佳的一種校時校分電路。 141 242 擴展電路 隨著技術的發(fā)展，這種具有基本功能的數(shù)字鐘并不能滿足人們的要求，所以通常要根據(jù)不同人的需要進行功能的擴展，下面按照人們常用到的數(shù)字鐘功能提供了幾種擴展電路方案 : 方案 1：仿廣播電臺整點報時電路。要求是：每當數(shù)字鐘計時到整點（或快到整 點時）發(fā)出音響，通常按照 4 低音 1 高音的順序發(fā)出間斷聲響，一最后 一聲高音結束的時刻為整點時刻。 方案 2：定時控制電路。定時控制電路可以使數(shù)字鐘在規(guī)定的時刻發(fā)出信號，或 驅動音響電路進行“鬧時”；或控制某裝置電源的接通或斷開實現(xiàn)定時控 制。具體電路圖見圖 161 方案 3：報整點時數(shù)電路。功能是：每當數(shù)字鐘計時到整點時發(fā)出聲響，且?guī)c 響幾聲。實現(xiàn)這一功能的電路要經(jīng)過三個階段的工作：分進位脈沖到來 時小時計數(shù)器加 1；報時計數(shù)器應記錄此時的小時數(shù)；報時計數(shù)器開始 做減法計數(shù)，每減一個脈沖，音頻電路鳴叫一聲，直到計數(shù)器的值為零。 具體電路如圖 162。此方案較為復雜。 由于材料有限，本次設計選用接法較為簡單但功能實用的方案 1 261鬧時電路 262報整點時數(shù)電路 具體電路及參數(shù)計算 振蕩器 選用由集成邏輯門與 RC 組成的時鐘脈 沖源振蕩器，可以輸出頻率為1MHz 的脈沖。具體方案電路如下圖 31 31 對稱式多諧振蕩器 分頻器 本設計采用 6片 74ls90 級聯(lián)成 610 分頻電路得到 1Hz 頻率脈沖，且可以得到用于擴展電路所需要的各種頻率。具體接線圖如下圖 22 32 分頻電路 時分秒計數(shù)器 選用 6片 74ls90 來實現(xiàn)計數(shù)功能，其中分個位、秒個位及時個位是十進制，分十位和秒十位是六進制，時十位只能顯示 0、 2 三個數(shù)字。如圖 231。分計時和秒計時中當 Q Q2 全為 1時， R0 R02均為高，計時器清零實現(xiàn) 60 進制。如圖 232，時計數(shù)中當十位 Q1 和個位 Q2均為 1時，十位個位上 R0 R02 全為高，計時器清零實現(xiàn) 24 進制。 331二十四進制計數(shù)器 332六十進制計數(shù)器 譯碼顯示電路 本設計使用 BS201 和 CD4511 配套使用實現(xiàn)譯碼顯示功能。下圖為一個一碼顯示的配套電路，本次設計中需使用 6 套來顯示我們所需要觀察到的數(shù)字。 譯碼顯示電路 校時校分電路 本次設計采用方案 3，用三個與非門和基本 RS 觸發(fā)器來實現(xiàn)校分 /時功能。其中基本 RS 觸發(fā)器可以完全消除開關的機械抖動。具體電路如圖 35 35 校時校分電路 整點報時電路 仿電臺整點報時要求在快到整點時按 4 低音 1 高音的順序發(fā)出間斷聲響，一最后一聲高音結束的時刻為整點時刻。設 4 聲低音（采用 50HZ分別發(fā)生在 59 分 51 秒、 53 秒、 55 秒、 57 秒、 59 秒，它們的持續(xù)時間為 1S。由此可見，分十位和個位的計數(shù)器的狀態(tài)分別為秒十位計數(shù)器的狀態(tài)為 ABCDM2=0101,ABCDM1=1001，秒十位計數(shù)器的狀態(tài)為 ABCDS2=0101。秒個位計數(shù)器 DS1Q 的狀態(tài)可用來控制 500HZ 和50HZ 的音頻。表 261 列出了秒各位計數(shù)器的狀態(tài)，由表可得 只有當CM2AM2=11， DM1AM1=11,CS2AS2=11 及 AS1Q=1 時，音響電路才能工作。音響電路中采用射級輸出端，推動 8 歐德蜂鳴器，三極管基極串接 1K 歐限流電阻，是為了防止電流過大損壞蜂鳴器，三極管選用高頻功率管即可，本設計使用 8085NPN 型三極管，具有方向特性可以節(jié)約一個非門。整點報時的電路圖如圖 36 36 整點報時電路