【正文】 圖44 74HC390D圖45 74HC51D圖46 74HC30 3．面包板內(nèi)部結構圖面包板右邊一列上五組豎的相通，下五組豎的相通，面包板的左邊上下分四組，每組中X、Y列（015相通，1640相通，4155相通，ABCDE相通，F(xiàn)GHIJ相通，E和F之間不相通。五、功能塊電路圖1． 一個CD4511和一個LED數(shù)碼管連接成一個CD4511驅(qū)動電路，數(shù)碼管可從09顯示，以次來檢查數(shù)碼管的好壞，見附圖51。圖51 4511驅(qū)動電路2． 利用一個LED數(shù)碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00連接成一個十進制計數(shù)器，電路在晶振的作用下數(shù)碼管從0—9顯示，見附圖52。圖52 74390十進制計數(shù)器3． 利用一個LED數(shù)碼管，一塊CD4511，一塊74HC390，一塊74HC00和一個晶振連接成一個六進制計數(shù)器，數(shù)碼管從0—6顯示，見附圖53。圖53 74390六進制計數(shù)器4． 利用一個六進制電路和一個十進制連接成一個六十進制電路，電路可從0—59顯示，見附圖54。圖54 六十進制電路5． 利用兩個六十進制的電路合成一個雙六十進制電路，兩個六十進制之間有進位，見附圖55。圖55 雙六十進制電路6． 利用CD4060、電阻及晶振連接成一個分頻——晶振電路，見附圖56。圖56 分頻—晶振電路7． 利用74HC51D和74HC00及電阻連接成一個校時電路，見附圖57。圖57 校時電路8．利用74HC30和蜂鳴器連接成整點報時電路。見附圖58。圖58 整點報時電路9． 利用兩個六十進制和一個十二進制連接成一個時、分、秒都會進位的電路總圖，見附圖59。圖59六、總結我們學習了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，對電子技術有了一些初步了解，但那都是一些理論的東西。通過這次數(shù)字電子鐘的課程設計，我們才把學到的東西與實踐相結合。從中對我們學的知識有了更進一步的理解。在此次的數(shù)字鐘設計過程中，更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關資料來解決問題的習慣。雖然這只是一次簡單的課程設計，但通過這次課程設計我們了解了課程設計的一般步驟，和設計中應注意的問題。設計本身并不是有很重要的意義，而是同學們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。至于設計的成績無須看的太過于重要，而是設計的過程，設計的思想和設計電路中的每一個環(huán)節(jié)，電路中各個部分的功能是如何實現(xiàn)的。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。另外，我們設計要從市場需求出發(fā)，既要有強大的功能，又要在價格方面比同等檔次的便宜。在這次設計過程中，我也對word、畫圖等軟件有了更進一步的了解，這使我在以后的工作中更加得心應手。七、參考文獻 數(shù)字部分（第四版）.北京：：：： ： : 西安電子科技大學出版社.第五篇：數(shù)字電子技術課程設計報告數(shù)字電子技術課程設計報告 題 目: 數(shù)字鐘的設計與制作學 年 學 期:專 業(yè) 班 級: 學 號:姓 名:指導教師及職稱: 時 間: 地點： 設計目的 時間以24小時為一個周期。顯示時,分,秒。有校時功能,可以分別對時及分進行單獨校時,使其校正到標準時間。計時過程具有報時功能,當時間到達整點前5秒進行蜂鳴報時。畫出電路原理圖(或仿真電路圖)。元器件及參數(shù)選擇。電路仿真與調(diào)試。 自行裝配和調(diào)試, 寫出設計與制作的全過程,附上有關資料和圖紙, 數(shù)字鐘實際上是一個對標準頻率(1HZ)(如北京時間)一致,故需要在電路上加一個校時電路, 數(shù)字鐘的組成框圖 ⑴晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的32768Hz的方波信號,.⑵分頻器電路 分頻器電路將32768Hz的高頻方波信號經(jīng)32768().⑶時間計數(shù)器電路時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器,分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構成,其中秒個位和秒十位計數(shù)器,分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器,而根據(jù)設計要求,時個位和時十位計數(shù)器為12進制計數(shù)器.⑷譯碼驅(qū)動電路譯碼驅(qū)動電路將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài),并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流.⑸數(shù)碼管數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管和液晶(LCD)數(shù)碼管, 1)晶體振蕩器電路晶體振蕩器是構成數(shù)字式時鐘的核心,這個電路中,CMOS非門U1與晶體,電容和電阻構成晶體振蕩器電路,U2實現(xiàn)整形功能, 阻R1為非門提供偏置,使電路工作于放大區(qū)域,C2與晶體構成一個諧振型網(wǎng)絡,完成對振蕩頻率的控制功能,同時提供了一個180度相移,從而和非門構成一個正反饋網(wǎng)絡,其頻率較低,可查得C1, COMS晶體振蕩器 2)分頻器電路通常,數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,將32768Hz的振蕩信號分頻為1HZ的分頻倍數(shù)為32768(215),而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門,可以將32768HZ的信號分頻為2HZ,其內(nèi)部框圖如圖33所示,從圖中可以看出,CD4060的時鐘輸入端兩個串接的非門, CD4046內(nèi)部框圖 3)時間計數(shù)單元時間計數(shù)單元有時計數(shù),其輸出為兩位8421BCD碼形式。分計數(shù)和秒計數(shù)單元為60進制計數(shù)器,可選74HC390,其內(nèi)部邏輯框圖如圖 —510異步計數(shù)器,并且每一計數(shù)器均提供一個異步清零端(高電平有效).圖34 74HC390(1/2)內(nèi)部邏輯框圖秒個位計數(shù)單元為10進制計數(shù)器,無需進制轉換,只需將QA與CPB(下降沿有效)(下降沒效)與1HZ秒輸入信號相連, 10進制——6進制計數(shù)器轉換電路分個位和分十位計數(shù)單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同,只不過分個位計數(shù)單元的Q3作為向上的進位信號應與分十位計數(shù)單元的CPA相連,但是要求,整個時計數(shù)單元應為12進制計數(shù)器,不是10的整數(shù)倍,圖36所示電路中,尚余2進制計數(shù)單元, 12進制計數(shù)器電路 4)譯碼驅(qū)動及顯示單元計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計以8421BCD碼形式輸出,選用顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流,選用CD4511作為顯示譯碼電路,)校時電源電路,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數(shù)通路,然后再進行人工出觸發(fā)計數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端,校正好后,數(shù)字鐘應具有分校正和時校正功能,因此,應截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路, 圖37 帶有消抖動電路的校正電路 6)整點報時電路一般時鐘都應具備整點報時電路功能,即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會自動報時,電路應在整點前10秒鐘內(nèi)開始整點報時,即當時間在59分50秒到59分59秒期間時, 圖41 7400 四2輸入與非門 圖42 CD4511BCD七段譯碼/驅(qū)動器 圖43 CD4060BD 圖44 74HC390D 圖45 74HC51D 圖46 74HC30 面包板右邊一列上五組豎的相通,下五組豎的相通,面包板的左邊上下分四組,每組中X,Y列(015相通,1640相通,4155相通,ABCDE相通,FGHIJ相通,一個CD4511和一個LED數(shù)碼管連接成一個CD4511驅(qū)動電路,數(shù)碼管可從09顯示,以次來檢查數(shù)碼管的好壞, 4511驅(qū)動電路利用一個LED數(shù)碼管,一塊CD4511,一塊74HC390,一塊74HC00連接成一個十進制計數(shù)器,電路在晶振的作用下數(shù)碼管從0—9顯示, 74390十進制計數(shù)器利用一個LED數(shù)碼管,一塊CD4511,一塊74HC390,一塊74HC00和一個晶振連接成一個六進制計數(shù)器,數(shù)碼管從0—6顯示, 74390六進制計數(shù)器 利用一個六進制電路和一個十進制連接成一個六十進制電路,電路可從0—59顯示, 六十進制電路利用兩個六十進制的電路合成一個雙六十進制電路,兩個六十進制之間有進位, 雙六十進制電路利用CD4060,電阻及晶振連接成一個分頻——晶振電路, 分頻—晶振電路利用74HC51D和74HC00及電阻連接成一個校時電路, 校時電路 整點報時電路利用兩個六十進制和一個十二進制連接成一個時,分,秒都會進位的電路總圖, 時,分,秒的進位連接圖 總接線元件布局簡圖,見附圖61 芯片連接圖見附圖71 八,總結,出現(xiàn)本該相通的地方卻未通的狀況,經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)主要是由于接觸不良的問題,其中包括線的接觸不良和芯片的接觸不良,在實驗過程中,數(shù)碼管有幾段二極管時隱時現(xiàn),一端接地,另一端接觸每一段二極管,發(fā)現(xiàn)二極管能正常顯示的,再用萬用表歐姆檔檢測每一根線是否接觸良好,在檢測過程中發(fā)現(xiàn)有幾根線有時能接通,有時不能接通,用萬用表歐姆檔檢測有幾個引腳本該相通的地方卻未通,而檢測的導線狀況良好,其解決方法為把CD4511的芯片拔出,根據(jù)面包板孔的的狀況重新調(diào)整其引腳,使其正對于孔,再用力均勻地將芯片插入面包板中,此后發(fā)現(xiàn)能正常顯示,本次實驗中還發(fā)現(xiàn)一塊壞的LED數(shù)碼管和兩塊壞的CD4511,發(fā)現(xiàn)電路只能4,5的跳動,后經(jīng)發(fā)現(xiàn)是由于接到與非門的引腳接錯一根所至,出現(xiàn)時和分都能正常校正時,但秒?yún)s受到影響,特別時一較分鐘的時候秒亂跳,而不校時的時候,秒從40跳到59,然后又跳回40,分和秒之間無進位,電路在時,分,秒進位過程中能正常顯示,校正電路的連線沒有錯誤,后用萬用表的直流電壓檔帶電檢測秒十位的QA,QB,QC和QD腳,發(fā)現(xiàn)QA腳時有電壓時而無電壓,再檢測秒到分和分到時的進位端, 在制作報時電路的過程中,發(fā)現(xiàn)蜂鳴器在57分59秒的時候就開始報時,后經(jīng)檢測電路發(fā)現(xiàn)是由于把74HC30芯片當16引腳的芯片來接,以至接線都錯位,把時個位的QD和時十位的1腳斷開,然后時十位的1腳接到晶振的3腳,時十位的3腳接到秒個位的1腳,所連接的電路圖無法正常工作,時十位從09的跳,時個位只能顯示一個0,在這個電路中3腳的分頻用到兩次,故無法正常顯示,因此要把12進制接到74HC390的一個邏輯電路空出來用于分頻即可,因此把時十位的CD4511的12,6腳接地,7腳改為接74HC390的5腳,74HC390的3,4腳斷開,然后4腳接9腳即可,其中空出的74HC390的3腳就可用于2Hz的分頻,分頻后變?yōu)?Hz,在此次的數(shù)字鐘設計過程中,十進制,六十進制的進位及十二進制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,往往是先仿真后連接實物圖,但有時候仿真和電路連接并不是完全一致的,例如仿真的連接示意圖中,往往沒有接高電平的16腳或14腳以及接低電平的7腳或8腳,其本身就是一個十進制計數(shù)器,在仿真電路中必須連接反饋線才能正常顯示,而在實際電路中無需再連接,此次的數(shù)字鐘設計重在于仿真和接線,雖然能把電路圖接出來,并能正常顯示,通過這次的設計實驗更進一步地增強了實驗的動手能力.