數(shù)字鐘課程設(shè)計報告

　　隨著個人素質(zhì)的提升，報告對我們來說并不陌生，報告具有成文事后性的特點。那么你真正懂得怎么寫好報告嗎？下面是小編為大家整理的數(shù)字鐘課程設(shè)計報告，希望對大家有所幫助。

數(shù)字鐘課程設(shè)計報告1

　　一、設(shè)計目的

　　數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，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。

　　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序電路。

　　因此，我們此次設(shè)計與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學會制作數(shù)字鐘。而且通過數(shù)字鐘的制作進一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路。通過它可以進一步學習與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法。

　　二、設(shè)計要求

　�。�1）設(shè)計指標

　�、贂r間以12小時為一個周期；

　�、陲@示時、分、秒；

　�、劬哂行�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；

　　④計時過程具有報時功能，當時間到達整點前10秒進行蜂鳴報時；

　�、轂榱吮ＷC計時的穩(wěn)定及準確須由晶體振蕩器提供表針時間基準信號。

　　（2）設(shè)計要求

　�、佼嫵鲭娐吩�理圖（或仿真電路圖）；

　　②元器件及參數(shù)選擇；

　　③電路仿真與調(diào)試；

　　④pcb文件生成與打印輸出。

　　（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

　�。�4）編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

　　三、原理框圖

　　1．數(shù)字鐘的構(gòu)成

　　數(shù)字鐘實際上是一個對標準頻率（1hz）進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標準的1hz時間信號必須做到準確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。

　�。╝）數(shù)字鐘組成框圖

　　2．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，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(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高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò)，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(gòu)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準確。

　�。╢）帶有消抖電路的校正電路

　　6．整點報時電路

　　電路應(yīng)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，報時電路報時控制信號。

　　當時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計數(shù)器十位的qc和qa、個位的qd和qa及秒計數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。

　　報時電路可選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（編號a45）

　　2．鑷子1把

　　3．剪刀1把

　　4．共陰八段數(shù)碼管6個

　　5．網(wǎng)絡(luò)線2米/人

　　6．cd4511集成塊6塊

　　7．cd4060集成塊1塊

　　8．74hc390集成塊3塊

　　9．74hc51集成塊1塊

　　10．74hc00集成塊4塊

　　11．74hc30集成塊1塊

　　12．10mω電阻5個

　　13．500ω電阻14個

　　14．30p電容2個

　　15．32。768k時鐘晶體1個

　　16．蜂鳴器10個（每班）

　　1）芯片連接圖

　　1）74hc00d2）cd4511

　　3）74hc390d4）74hc51d

　　2．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：

　　面包板的注意事項：

　　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，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，有時插孔間連接銅線會發(fā)生脫落現(xiàn)象，此時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立的電路。

　�。ㄒ唬┝�進制電路

　　由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖一。

　　（二）十進制電路

　　由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖二。

　　（三）六十進制電路

　　由兩個數(shù)碼管、兩4511、一個74hc390與一個7400芯片組成，電路如圖三。

　�。ㄋ模╇p六十進制電路

　　由2個六十進制連接而成，把分個位的輸入信號與秒十位的'qc相連，使其產(chǎn)生進位，電路圖如圖四。

　�。ㄎ澹�時間計數(shù)電路

　　由1個十二進制電路、2個六十進制電路組成，因上面已有一個雙六十電路，只要把它與十二進制電路相連即可，詳細電路見圖五。

　�。�六）校正電路

　　由74ch51d、74hc00d與電阻組成，校正電路有分校正和時校正兩部分，電路如圖六。

　�。ㄆ撸┚�體振蕩電路

　　由晶體與2個30pf電容、1個4060、一個10兆的電阻組成，芯片3腳輸出2hz的方波信號，電路如圖七。

　�。ò耍┱�點報時電路

　　由74hc30d和蜂鳴器組成，當時間在59：50到59：59時，蜂鳴報時，電路如圖八。

　　六、總接線元件布局簡圖

　　整個數(shù)字鐘由時間計數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點報時電路組成。

　　其中以校正電路代替時間計數(shù)電路中的時、分、秒之間的進位，當校時電路處于正常輸入信號時，時間計數(shù)電路正常計時，但當分校正時，其不會產(chǎn)生向時進位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨立的電路。

　　電路的信號輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。

　　簡圖如圖九。

　　七、芯片連接總圖

　　因仿真與實際元件上的差異，所以在原有的簡圖的基礎(chǔ)上，又按實際布局畫了這張按實際芯片布局的接線圖，如圖十。

　　八、總結(jié)

　　1．實驗過程中遇到的問題及解決方法

　�、倜姘�板測試

　　測試面包板各觸點是否接通。

　　②七段顯示器與七段譯碼器的測量

　　把顯示器與cd4511相連，第一次接時，數(shù)碼管完全沒有顯示數(shù)字，檢查后發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管未接地而造成的，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而造成的，所以確認芯片是否接觸良好是非常重要的一件事。

　�、蹠r間計數(shù)電路的連接與測試

　　六進制、十進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。但在六十進制時，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進制的，而不是六十進制，檢測后發(fā)現(xiàn)無論是線路的連通還是芯片的接觸都沒有問題。最后，在重對連線時發(fā)現(xiàn)是線路接錯引腳造成的，改過之后，顯示就正常了。

　�、苄Ｕ�電路

　　因上面程因引腳接錯而造成錯誤，所以校正電路是完全按照仿真圖所連的，在測試時，開始進行時校時時，沒有出現(xiàn)問題，但當進行到分校時時，發(fā)現(xiàn)計數(shù)電路的秒電路開始亂跳出錯。因此，電路一定是有地方出錯了，在反復對照后，發(fā)現(xiàn)是因為在接入校正電路時忘了把秒十位和分個位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時一定要注意把不要的多余的線拿掉。

　　2．設(shè)計體會

　　通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我了解了設(shè)計電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設(shè)計時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計方法。

　　通過這次學習，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操作才會有深刻理解。

　　3．對設(shè)計的建議

　　我希望老師在我們動手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測電路的方法，還有關(guān)于檢測芯片的方法。這樣會有助于我們進一步的進入狀況，完成設(shè)計。機械課程

數(shù)字鐘課程設(shè)計報告2

　　一、課程設(shè)計題目：

　　直流穩(wěn)壓電源和多功能數(shù)字鐘

　　二、設(shè)計目的

　　1、熟悉集成電路的引腳安排，掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。

　　2、了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。

　　3、了解數(shù)字鐘的組成及工作原理。

　　4、熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計與制作。

　　5、掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法。

　　6、進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識的'分析和解決實際問題的能力。

　　7、提高電路布局、布線及檢查和排除故障能力。

　　8、培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。

　　三、方案選擇與論證

　　方案一的設(shè)計主要是由555振蕩電路， 時間計數(shù)電路，校時電路和譯碼驅(qū)動電路組成。時間計數(shù)電路由CD4518和CD4511組成，分為一個24進制電路和兩個60進制電路。校時電路則由開關(guān)組成。

　　方案二的設(shè)計主要由晶體振蕩電路，時間計數(shù)電路，校時電路，譯碼驅(qū)動電路。其中，時間計數(shù)電路用六個74LS90組成。校時電路主要由 HD74KS00P組成RS觸發(fā)器，而且加入消抖電路，達到了自動校時的效果。

　　綜合比較，選擇方案一。

　　四、系統(tǒng)功能及原理

　　1、直流穩(wěn)壓電源

　　直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成。

　　四個環(huán)節(jié)的工作原理如下：

　　A、電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。

　　B、整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

　　C、濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C＝（3~5）T/2，或中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負載電阻。

　　D、穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V－37伏可調(diào)，最簡的電路外接組件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如下圖，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆。

　　2、多功能數(shù)字鐘

　　數(shù)字鐘由信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒脈沖信號送入“秒計數(shù)器”，該計數(shù)器采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖�！胺钟嫈�(shù)器”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”�！皶r計數(shù)器”采用24進制計數(shù)器，可以實現(xiàn)一天24h的累計。譯碼顯示電路將“時、分、秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點報時電路是根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個脈沖信號，然后去觸發(fā)音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路是來對“時、分、秒”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整。

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