【導(dǎo)讀】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。⑴時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期；⑵顯示時(shí)、分、秒；時(shí)；⑸保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號。⑵自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。⑶編寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。是通過ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。所示，由ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。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。本次設(shè)計(jì)中選擇74HC390。ＣＰＡ與１ＨZ秒輸入。信號相連，ＱD可作為向上的進(jìn)位信號與十位計(jì)數(shù)單元的ＣＰＡ相連。將１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器。和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行24進(jìn)制轉(zhuǎn)換。59分59秒期間時(shí)，發(fā)出報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號。

　　

【正文】 CDEFGABCDEFGABCDEFGABCDEFGABCDEFGABCDEFGVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5VVCC5V1312111015141312111015141312111015141312111015141312111015141312111015U7OGBI/RBOU8OGBI/RBOU9OGBI/RBOU10OGBI/RBOU11OGBI/RBO14U12OGBI/RBO499999OAOBOCODOAOBOCODOAOBOCODOAOBOCODOAOBOCODOAOBOCODOEOEOEOEOE9OEOFOFOFOFOFRBIRBIRBIRBIRBI7126354712635471263547126354712635471263131110131110356793567131110U13B2QDU14A1QDU14B2QD54U15A1QD9U15B2QD356791QA1QB1QC2QA2QB2QC1QA1QB1QC2QA2QB1QA1QB1QC1QD2QA2QB1CLR2CLR1CLR1CLR2CLR1INA2INA1INB2INBU18A74LS08D614141512151574LS3908kHz 時(shí)計(jì)數(shù) 9 器 810U21C108975O3O4O5O6O7O8O9U22RTCCTCRS111X2 校時(shí) Key=A74LS00D12MRR25V45U19B6112364U21D12 分計(jì)數(shù)器131146VCCR510MohmR412U24A4~1PR51Q1D312141315123J2U21A3574LS00DC130pF30pF 校分Key=B12214214274LS51D6~1QO11O12O13R345msetU21B6~1CLR74LS74D4060BP開關(guān)在下，校準(zhǔn)狀態(tài)開關(guān)在上，正常工作 74LS00DVCC5V 圖 22 2CLR1INA2INA1INA1INB2INB1INB2INA2INBU13A2QCU18C109U18B2QCC25RBI74LS47DLTABCD74LS47DLTABCD74LS47DLTABCD74LS47DLTABCD74LS47DLTABCD74LS47DLTABCDOF213 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 八、總結(jié) 1．實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法 ①七段顯示器與七段譯碼器的測量 把顯示器與 74LS74相連，第一次連接時(shí)，數(shù)碼管沒有顯示數(shù)字，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管未接地，接地后發(fā)現(xiàn)還是無法正確顯示數(shù)字，用萬用表檢測后，發(fā)現(xiàn)是因芯片引腳有些接觸不良，所以確認(rèn)芯片是否接觸良好比較重要。②時(shí)間計(jì)數(shù) 電路的連接與測試 六進(jìn)制、十進(jìn)制都沒有什么大的問題，只是芯片引腳的老問題，只要重新插過芯片就可以解決了。但在六十進(jìn)制時(shí)，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是 100 進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)制，檢測后發(fā)現(xiàn)無論是線路的連接還是芯片的接觸都沒有問題。最后，重新檢查電路連線時(shí)發(fā)現(xiàn)是粗心將線路引腳接錯(cuò)而造成的，改過之后，顯示就正常了。 2．設(shè)計(jì)體會 (1)通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)一個(gè)電路要先仿真，仿真成功之后才能實(shí)際接線。 (2)學(xué)會了使用 mutlism,，提高了自己的動手實(shí)踐能力。 (3)通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，同時(shí)也讓我更深刻的認(rèn)識到實(shí)踐的重要性，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實(shí)際操作才會有深刻理解。 (4)在實(shí)際操作中往往由于自己的一些疏忽導(dǎo)致電路連接上存在一些問題，所以在實(shí)際操作中應(yīng)十分細(xì)心和耐心才對，努力使自己在接線上不存在問題。 第四篇：數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作課程設(shè)計(jì) 2 淮陰師范學(xué)院電子與電氣工程系 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué)生姓名班 級專 業(yè)題 目 指導(dǎo)教師 2021 年 6月 周順 學(xué)號 240701090 07 級 2 班電子信息工程數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作 陳華保 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 一、設(shè)計(jì)目的 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，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，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。 因此，設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘 .而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解在制作中用到的各種中小規(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)序電路 .通過它可以進(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 . 二、設(shè)計(jì)要求㈠設(shè)計(jì)指標(biāo) ⑴時(shí)間以 12 小時(shí)為一個(gè)周期；⑵顯示時(shí)、分、秒； ⑶有校時(shí)功能，可以分別對時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間； *⑷計(jì)時(shí)過程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前 10 秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；⑸保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基 準(zhǔn)信號。㈡設(shè)計(jì)要求 ⑴畫出電路原理圖； ⑵自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。 ⑶編寫設(shè)計(jì)報(bào)告，寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。 三、原理框圖 1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對標(biāo)準(zhǔn)頻率（ 1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的 1HZ 時(shí)間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。 圖 1 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2．晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Ｈ z 的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ＴＴＬ門電路構(gòu)成；另一類是通過ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（ b）所示，由ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，Ｕ２實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻Ｒ１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。電容Ｃ１、Ｃ２與晶體構(gòu)成一個(gè) 諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)１８０度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。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。 圖 2 3．時(shí)間記數(shù)電路 一般采用 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器如 74HC290、 74HC390 等來實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。本次設(shè)計(jì)中選擇 74HC390。由其內(nèi)部邏輯框圖可知，其為雙 2510 異步計(jì)數(shù)器，并每一計(jì)數(shù)器均有一個(gè)異步清零端（高電平有效）。 秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將ＱＡ與ＣＰＢ（下降沿有效）相連即 可。ＣＰＡ（下降沿有效）與１Ｈ Z 秒輸入信號相連，Ｑ D 可作為向上的進(jìn)位信號與十位計(jì)數(shù)單元的ＣＰＡ相連。 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。將１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖２ .４所示，其中Ｑ C 可作為向上的進(jìn)位信號與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的ＣＰＡ相連。 圖 3 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 4 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Ｑ D作為向上的進(jìn)位信號應(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Ｑ C 作為向上的進(jìn)位信號應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的ＣＰＡ相連。 時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不是１０的整數(shù)倍，因此需將個(gè)位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體才能進(jìn)行 24 進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用１片７４ＨＣ３９０實(shí)現(xiàn) 24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖（ d）所示。 圖 5 二十四進(jìn)制電路 另外，圖（ d）所示電路中，尚余－２進(jìn)制 計(jì)數(shù)單元，正好可作為分頻器２Ｈ Z 輸出信號轉(zhuǎn)化為１Ｈ Z信號之用。 4．譯碼驅(qū)動及顯示單元電路 選擇 74LS47作為顯示譯碼電路；選擇ＬＥＤ數(shù)碼管作為顯示單元電路。由 74LS47 把輸進(jìn)來的二進(jìn)制信號翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的 LED數(shù)碼管是采用共陽的方法連接的。 計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對時(shí)間的累計(jì)并以 8421BCD碼的形式輸送到 74LS47芯片，再由 74LS47芯片把 BCD 碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來。 5．校時(shí)電路 數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路， 電 子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 并采用正常計(jì)時(shí)信號與校正信號可以隨時(shí)切換的電路接入其中。即為用 COMS 與或非門實(shí)現(xiàn)的時(shí)或分校時(shí)電路， In1 端與低位的進(jìn)位信號相連； In2 端與校正信號相連，校正信號可直接取自分頻器產(chǎn)生的 1HZ 或2HZ（不可太高或太低）信號；輸出端則與分或時(shí)個(gè)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打向上時(shí)，因?yàn)樾Ｕ盘柡?0相與的輸出為 0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時(shí)電路處于正常計(jì)時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打向下時(shí)，情況正好與上述相反，這時(shí)校時(shí)電路處于校時(shí)狀態(tài)。 實(shí)際使用時(shí)，因?yàn)殡娐烽_關(guān)存在抖動問題， 所以一般會接一個(gè) RS 觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動電路，所以整個(gè)較時(shí)電路就如圖（ f）。 圖 6 帶有消抖電路的校正電路 說明：當(dāng)時(shí)間在 59 分 50 秒到 59 分 59秒期間時(shí)分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為 5， 9 和 5；因此，可以將分計(jì)數(shù)器十位的 Qc和 QA，個(gè)位的 QD 和 QA 及秒計(jì)數(shù)器十位的 QC 和 QA相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號。 IO1分計(jì)數(shù)器十位的 Qc和 QAIO2U11VCCIO35VVCCX182345V分計(jì)數(shù)器個(gè)位的 QD 和 秒計(jì)數(shù)器十位的 QC 和QAIO674HC30D 數(shù)字鐘設(shè)計(jì)－整 點(diǎn)報(bào)時(shí)電路部分 圖 7*6．整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 電路應(yīng)在整點(diǎn)前 10 秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在 59 分 50 秒到59 分 59秒期間時(shí)，發(fā)出報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號。 當(dāng)時(shí)間在 59 分 50 秒到 59 分 59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變， 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 分別為 9 和 5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的 QＣ和 QＡ、個(gè)位的 QＤ和 QＡ及秒計(jì)數(shù)器十位的 QＣ和 QＡ相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號。 報(bào)時(shí)電路可選 74HC30來構(gòu)成。 74HC30為 8輸入與非門。 四、元器件 1．四連面包板 1 塊 2．共陽七段數(shù)碼管 6個(gè) 3．網(wǎng)絡(luò)線 2米 /人 4． 74LS47集成塊 6塊 5． CD4060集成塊 1 塊 6． 74HC390 集成塊 3 塊 7． 74HC51集成塊 1塊 8． 74HC00 集成塊 2塊 9． 74LS08 集成塊 1塊 10． 10MΩ電阻 5 個(gè) 11． 300Ω電阻 6個(gè) 12． 30p 電容 2個(gè) 13． 時(shí)鐘晶體 1個(gè)芯片連接圖 1)74HC00D 圖 82)74LS08 圖 9 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 3)74HC390D 4)74HC51D 4)CD4060 圖 10 圖 11 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 125)74LS74 圖 13 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6)74LS47 圖 142．面包板的介紹 面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。面包板的樣式是： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 圖 15 面包板的注意事項(xiàng)： 1．面包板旁一般附有香蕉插座，用來輸入電壓、信號及接地。 2．上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。 3．拉線時(shí)，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。 4．面包板使用久后，有時(shí)插孔間連接銅線會發(fā)生脫落現(xiàn)象，此時(shí)要將此排插孔做記號。并不再使用。 五、各功能塊電路圖 數(shù)字鐘 從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，可以由許多中小規(guī)模集成電路組成，所以可以分成許多獨(dú)立的電路。 （一）六進(jìn)制電路 由 74HC390、 7400、數(shù)碼管與 74LS47組成，電路如圖 16。 U1A3123U2A12Com74HC00D74HC00DU5SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGU3AIO1IO337126DADBDCDD513OAOBOCODOE121110915141QA1QB1QC567V132Hz5V141INA1INB21CLRIO21QD74HC390D43~EL~BI~LTOFOGVCCIO45V74LS47 將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制的連接方法 圖 16 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 （二）十進(jìn)制電路 由 74HC390、 7400、數(shù)碼管與 74LS47組成，電路如圖 17。 ComU3SEVEN_SEG_COM_KU1AIO1141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126DADBDCDD513OAOBOCODOE12111091514ABCDEFGVCC5V74HC390D43~ELOF~BIOG~LT74LS47 十進(jìn)制接法測試仿真電路 圖 17 （三）六十進(jìn)制電路 由兩個(gè)數(shù)碼管、兩 74LS 4一個(gè) 74HC390與一個(gè) 7400芯片組成，電路如圖 18。 74LS47 74LS47 圖 18 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 （四）雙六十進(jìn)制電路