1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、序言</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求</p><p>　　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(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講

2、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。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)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(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路。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。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)指標(biāo)<

3、/b></p><p>　?。?） 時(shí)間以24小時(shí)為一個(gè)周期；</p><p>　　（2） 顯示時(shí)、分、秒；</p><p>　?。?）具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)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；</p><p>　　（4）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)；</p><p>　?。?）

4、為了保證計(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(hào)。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　電子鐘是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫挠?jì)時(shí)工具，而數(shù)字式電子鐘又有其體積小、重量輕、走時(shí)準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電量少等優(yōu)點(diǎn)而在生活中被廣泛應(yīng)用，因此本次設(shè)計(jì)就用數(shù)字集成電路和一些簡(jiǎn)單的邏輯門電路來設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字式電子鐘，使其完成時(shí)間的顯示功能。</

5、p><p>　　本次設(shè)計(jì)以數(shù)字電子為主，分別對(duì)1S時(shí)鐘信號(hào)源、秒計(jì)時(shí)顯示、分計(jì)時(shí)顯示、小時(shí)計(jì)時(shí)顯示、整點(diǎn)報(bào)時(shí)及校時(shí)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后將它們組合，來完成時(shí)、分、秒的顯示并且有整點(diǎn)報(bào)時(shí)和走時(shí)校準(zhǔn)的功能。并通過本次設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解以及更熟練使用計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器和各種邏輯門電路的能力。</p><p><b>　　二、基本設(shè)計(jì)思路</b></p><

6、p><b>　　1、組成和工作原理</b></p><p>　　數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。它的計(jì)時(shí)周期是24小時(shí)，由于計(jì)數(shù)器的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致所以采用校準(zhǔn)功能和報(bào)時(shí)功能。</p><p>　　數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、校準(zhǔn)電路、報(bào)時(shí)電路、時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)、秒計(jì)數(shù)器，振蕩電路和單次脈沖產(chǎn)生電路組成。其中電路系統(tǒng)由秒信

7、號(hào)發(fā)生器、“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校準(zhǔn)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)時(shí)脈沖信號(hào)，該信號(hào)將被送到時(shí)計(jì)數(shù)器。時(shí)計(jì)數(shù)器采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)

8、現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的計(jì)時(shí)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過顯示驅(qū)動(dòng)電路，七段顯示譯碼器譯碼，在經(jīng)過六位LED七段顯示器顯示出來。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)低、高音報(bào)時(shí)。校準(zhǔn)電路時(shí)用來對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的。如圖1所示多功能數(shù)字鐘的組成框圖。</p><p>　　圖1 數(shù)字鐘組成框圖</p><

9、p><b>　　2、振蕩器</b></p><p>　　振蕩器是數(shù)字鐘的核心,其的作用是產(chǎn)生一個(gè)頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間頻率信號(hào),然后再由分頻器分秒脈沖,因此,振蕩器頻率的精度與穩(wěn)定度基本決定了數(shù)字電子鐘的質(zhì)量。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。采用石英晶體振蕩器經(jīng)過分頻得到這一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的3276

10、8Hz的方波信號(hào)。保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。</p><p><b>　　3、計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，通常用2個(gè)十進(jìn)位計(jì)數(shù)器的集成片組成,其中”秒”個(gè)位是十進(jìn)制,秒十位為六進(jìn)制。可采用反饋歸零變”秒”十位

11、為六進(jìn)制,實(shí)現(xiàn)秒的六十進(jìn)制?！狈帧庇?jì)數(shù)器原理也一樣。而根據(jù)設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　4、分頻器電路</b></p><p>　　分頻器電路將32768Ｈz的高頻方波信號(hào)經(jīng)32768（215）次分頻后得到1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。本次設(shè)計(jì)是運(yùn)用了CD4060分頻器進(jìn)行分頻，分頻電路可提供512Hz和1024Hz的頻率，在

12、經(jīng)CD4040分頻器進(jìn)行一分頻，為此電路輸送一秒脈沖。</p><p><b>　　5、校時(shí)電路</b></p><p>　　實(shí)際的數(shù)字鐘電路由于秒信號(hào)的精確性和穩(wěn)定性不可能做到完全(絕對(duì))準(zhǔn)確無誤，加之電路中其它原因，數(shù)字鐘總會(huì)產(chǎn)生走時(shí)誤差的現(xiàn)象。因此，電路中就應(yīng)該有校準(zhǔn)時(shí)間功能的電路。</p><p><b>　　6、譯碼顯示電路

13、 </b></p><p>　　是將數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)狀態(tài)直觀清晰地反映出來，被人們的視覺器官所接受。顯示器件選用LED七段數(shù)碼管。在譯碼顯示電路輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，顯示出清晰、直觀的數(shù)字符號(hào).并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。</p><p>　　三、設(shè)計(jì)步驟 </p><p><b>　　1、振蕩電路</

14、b></p><p>　　晶體振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時(shí)鐘的核心，它保證了時(shí)鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。如圖2所示電路通過非門構(gòu)成的輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩電路，這個(gè)電路中，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)

15、絡(luò)，完成對(duì)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。晶體XTAL1的頻率選為32768Hz。其中C1的值取5~20 pF，C2為30pF。C1作為校正電容可以對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償，以提高頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。由于電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻R1可選為10MΩ。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。</p&g

16、t;<p><b>　　圖2振蕩電路圖</b></p><p><b>　　2、分頻器電路</b></p><p>　　由數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到1Hz的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。例如，將32767Hz的振蕩信號(hào)分頻為1Hz的分頻倍數(shù)為3

17、2767（2１５），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15極2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。本實(shí)驗(yàn)中采用CD4060來構(gòu)成分頻電路。CD4060在數(shù)字集成電路中可實(shí)現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。CD4060計(jì)數(shù)為最高為14級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器，首先由U1(CD4060)的Q14(第3腳)產(chǎn)生2Hz的振蕩信號(hào),然后由二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4040和兩個(gè)U3A(74LS20),U3B(74LS20)組成120計(jì)數(shù)器分頻,從U3B的

18、輸出端輸出一個(gè)的分脈沖,作為分鐘計(jì)數(shù)器的分鐘信號(hào),按鍵開關(guān)S作為分鐘調(diào)時(shí)有手動(dòng)脈沖開關(guān),每按動(dòng)一次,從U3B的輸出端輸出一個(gè)脈沖,同時(shí)U2的Q1管腳輸出秒脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED1,LED2,作為秒指示(因?yàn)?Hz的信號(hào)經(jīng)1位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻后為1Hz)。如圖3所示。</p><p><b>　　圖3分頻電路 </b></p><p><b>　　3、計(jì)

19、數(shù)器</b></p><p>　　秒脈沖信號(hào)經(jīng)過級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位，“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄ⅰ胺帧庇?jì)數(shù)器為60秒為1分、60分為1小時(shí)、24小時(shí)為1天的計(jì)數(shù)周期，分別組成兩個(gè)六十進(jìn)制（秒、分）、一個(gè)二十四進(jìn)制（時(shí)）的計(jì)數(shù)器。將這些計(jì)數(shù)器適當(dāng)?shù)剡B接，就可以構(gòu)成秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能進(jìn)制計(jì)數(shù)器。它們都可以用兩個(gè)“二- 十進(jìn)制”計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。六十進(jìn)制計(jì)數(shù)

20、器和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器均可由雙BCD加法計(jì)數(shù)器CC4518組成。因?yàn)橐黄珻C4518內(nèi)含有兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此用一片CC4518就可以構(gòu)成六十進(jìn)制或二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器了。選取CC4518和與非門CC4511、采用反饋復(fù)位法構(gòu)成的六十進(jìn)制和二十四進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路分別見圖4(a)和圖4 (b)所示。</p><p>　　（1）十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　74LS90集成芯片是二—

21、五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以將B與QA相連；R0（1）、R0（2）、R9(1)、R9（2）接地（低電平）；A作為脈沖輸入；QA、QB、QC、QD作為輸出就可構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。接線如下圖所示，圖2為六進(jìn)制。</p><p>　　（2）六進(jìn)制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　74LS90集成芯片是異步清零二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。所以采用反饋清零法將B接QA；QC接R0（1）；QB接R0（2）；R9（1）

22、、R9（2）接地（低電平）；A作為脈沖輸入；QA、QB、QC、QD作為輸出就可構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　圖4(a)計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制</p><p>　?。?）計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制的接法</p><p>　　圖4(a)個(gè)位為十進(jìn)制.故EN=1,Cr=0,計(jì)數(shù)到9以后自動(dòng)清零,向高位進(jìn)位信號(hào)采用Q4Q3Q2Q1=1001,將Q4,Q1送入與非門, 與非門的輸出可以

23、做進(jìn)位信號(hào)。因?yàn)?當(dāng)Q4,Q1不同時(shí)為1,Y為1當(dāng)Q4,Q1同時(shí)為1時(shí),Y為0,同時(shí)計(jì)數(shù)器到9后自動(dòng)清零,這時(shí)Y又變?yōu)?,即出現(xiàn)了一個(gè)上升沿。</p><p>　　十位接成六進(jìn)制,利用Q4Q3Q2Q1=0110的信號(hào)清零,同時(shí)結(jié)合高位進(jìn)位。</p><p>　　（4）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的接法</p><p>　　個(gè)位為進(jìn)制計(jì)數(shù)器,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到24時(shí),即十位為0010

24、,個(gè)位為0100時(shí),同時(shí)清零,達(dá)到了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的目的,即高位的Q2,底位的Q3送入與非門做清零信號(hào),如圖4(b) 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　4(b) 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　在這兩個(gè)電路中，計(jì)數(shù)器的控制脈沖由CP端輸入，1EN接高電平；計(jì)數(shù)器的控制脈沖由EN端輸入，狀態(tài)如圖5看出：當(dāng)“計(jì)數(shù)器的狀態(tài)由1001向0000轉(zhuǎn)換時(shí)，1Q4(2EN)正好是一個(gè)下降沿

25、，高位的計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。在圖4 (a)中，將2Q3和2Q2相與后接至CR端，構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在圖4(b)中，將2Q2和1Q3相與后接至CR端構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。為了保證電路能可靠地工作，在“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器反饋復(fù)位支路中，加了一個(gè)RS觸發(fā)器，如圖7所示。</p><p><b>　　圖5計(jì)數(shù)器狀態(tài)</b></p><p><b>　　圖6

26、“秒”進(jìn)位電路</b></p><p>　　各功能模塊中用到的門電路可以采用4011(四2輸入與非門)來實(shí)現(xiàn),其外部引線排列見圖7所示。將與非門組成的RS觸發(fā)器的輸出接至計(jì)數(shù)器的復(fù)位端，展寬了復(fù)位和進(jìn)位信號(hào)的脈沖寬度，使其在本位可靠地復(fù)位的同時(shí)向高位提供了進(jìn)位觸發(fā)</p><p>　　圖7 CC4011引線排列</p><p><b>　　4

27、、譯碼顯示電路</b></p><p>　　數(shù)碼管是數(shù)碼顯示器的俗稱。常用的數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管，熒光數(shù)碼管，輝光數(shù)碼管和液晶顯示器等。譯碼和數(shù)碼顯示電路是將數(shù)字鐘和計(jì)時(shí)狀態(tài)直觀清晰地反映出來，被人們的視覺器官所接受。顯示器件選用LED七段數(shù)碼管。在譯碼顯示電路輸出的驅(qū)動(dòng)下，顯示出清晰、直觀的數(shù)字符號(hào)。本設(shè)計(jì)所選用的是半導(dǎo)體數(shù)碼管，是用發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱LED）組成的字形來顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極

28、管排列成七段組合字形，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。半導(dǎo)體數(shù)碼管有共陽(yáng)極和共陰極兩種類型。共陽(yáng)極數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起，而七個(gè)陰極則是獨(dú)立的。共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管相反，七個(gè)發(fā)光二極管的陰極接在一起，而陽(yáng)極是獨(dú)立的。 </p><p>　　當(dāng)共陽(yáng)極數(shù)碼管的某一陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的二極管發(fā)光，可根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陽(yáng)極數(shù)碼管需要輸出低電平有效的譯碼器去驅(qū)動(dòng)。共陰極數(shù)碼管則需輸出高電平有效的

29、譯碼器去驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖韻作用下，按60秒為1分、60分為1小時(shí)，‘24小時(shí)為1天的計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)時(shí)，就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號(hào)。這就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)進(jìn)行譯碼并將其顯示出來。我們選用的計(jì)數(shù)器全部是二-十進(jìn)制集成片，“秒”、“分”、“時(shí)”的個(gè)位和十位的狀態(tài)分別由集成片中的四個(gè)觸發(fā)器的輸出狀態(tài)來反映的。每組(四個(gè))．輸出的計(jì)數(shù)狀態(tài)都按 BCD代碼以高低電平來表現(xiàn)。因此,譯碼

30、顯示電路選用BCD-7段鎖存譯碼／驅(qū)動(dòng)器CC4511。七段顯示數(shù)碼管的外部引線排列見圖8a)、(b)?，F(xiàn)以60進(jìn)制“秒”計(jì)時(shí)電路為例，將計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器和顯示數(shù)碼管連在一起，其電路示意圖見圖9</p><p>　　圖8(a) 譯碼器外引線排列</p><p>　　圖8(b) 二極管示意圖</p><p>　　圖9譯碼顯示器和顯示數(shù)碼管</p><

31、;p><b>　　5、校時(shí)電路</b></p><p>　　實(shí)際的數(shù)字鐘表電路由于秒信號(hào)的精確性不可能做到完全（絕對(duì)）準(zhǔn)確無誤，加之電路中其它原因，數(shù)字鐘總會(huì)產(chǎn)生走時(shí)誤差的現(xiàn)象。因此，電路中就應(yīng)該有校準(zhǔn)時(shí)間功能的電路。校準(zhǔn)的方法很多，常用的有“快速校時(shí)法”?，F(xiàn)在以“分計(jì)時(shí)器”的校時(shí)電路為例，簡(jiǎn)要說明它的校時(shí)原理，見圖10，與非門1，2構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，可以將1Hz的“秒”信號(hào)和“秒計(jì)

32、數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)”送至“分計(jì)數(shù)器的CP端”。兩個(gè)信號(hào)中究竟選哪個(gè)送入由開關(guān)K控制，它的工作過程是這樣的：當(dāng)開關(guān)K置“B”端時(shí)，與非門1輸出低電平，門2輸出高電平?！懊胗?jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)”通過門4和門5送至“分計(jì)數(shù)器的CP端”，使“分計(jì)數(shù)器”正常工作；需要校正“分計(jì)時(shí)器”時(shí)，將開關(guān)K置“A”端，與非門1輸出高電平，門2輸出低電平，門4封鎖“秒計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)”，而門3將1Hz的CP信號(hào)通過門3和門5送至“分計(jì)時(shí)器”的CP控制端，使“分計(jì)數(shù)器”在“

33、秒”信號(hào)的控制下“快速”計(jì)數(shù)，直至正確的時(shí)間，再將開關(guān)置于“B”端，以達(dá)到校準(zhǔn)時(shí)間的目的</p><p><b>　　圖10校時(shí)電路</b></p><p>　　圖11整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路圖</p><p><b>　　6、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</b></p><p>　　數(shù)字鐘整點(diǎn)報(bào)時(shí)是最基本的功能之一?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)

34、的電路要求在離電路應(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51秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)每隔1秒鐘鳴叫一次，每次持續(xù)時(shí)間為1秒，共響5次，前四次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的電路原理圖如圖12所示。</p><p>　　（1）控制門電路部分 </p><p>　　圖11中與非門1，3，5的輸入信號(hào)Q4，Q3，Q2，Q1分別表示“分十

35、位”“分個(gè)位”“秒十位”和“秒個(gè)位”的狀態(tài)，下標(biāo)中D，C，B，A分別表示組成計(jì)數(shù)器的四個(gè)觸發(fā)器的狀態(tài)。</p><p>　　Y1=QC4.QA4.QD3.QA3, Y2=Y1.QC2.QA2.</p><p>　　Y3=Y2.QD1.F1(1KHz), Y4=Y2.QD1.QA.F2(500Hz).</p><p>　　每當(dāng)’分’和’秒’計(jì)數(shù)到5

36、9分50秒時(shí),</p><p>　　QD4.QC4.QB4.QD4.=0101, QD3,QC3,QB3,QD3=1001,</p><p>　　QD2,QC2,QB2,QA2=0101, QD1,QC1,QB1,QA1=0000</p><p>　　可見,從59分50秒到59分59秒之間,只有秒個(gè)位計(jì)數(shù),而’分’有十位,’分’的個(gè)位,秒的十位中QC4=Q

37、A4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不變.將它們相”與”,即圖11中Y2=QC4.QA4.QD3.QA3.QC2.QA2作為控制信號(hào),去控制Y3和Y4.在每小最最后10秒Y2=1,Y3輸入端加有頻率為2048Hz的信號(hào)B(可取自分頻器CD的Q4端),同時(shí)又受QD1,QA1的控制,即C就是在59S時(shí),QD1QA1C=1,將Y4關(guān)閉,Y3打開,B信號(hào)通過Y3.Y4的輸入端加有頻率為1024Hz的信號(hào)A,同時(shí)又受QD1,QA1的控制,

38、即在51,53,55,57s時(shí),C.QD1.QA1=1,將Y3關(guān)閉Y4打開,A信號(hào)通過Y4,則Z=CQD1 QA1B+C.QD1,QA1A,即可實(shí)現(xiàn)前四響為1024Hz的底音,后一響為2048Hz的高音,最后一響完畢正好整點(diǎn)。</p><p><b>　?。?）音響電路部分</b></p><p>　　音響電路中采用射極輸出器，推動(dòng)8Ω的喇叭，三極管基極串接lkΩ限流

39、電阻，是為了防止電流過大損壞喇叭，集電極串接51Ω限流電阻，．三極管選用高頻小功率管即可。當(dāng)Y5端為高電平時(shí)，三極管T導(dǎo)通，有電流流經(jīng)喇叭，使之發(fā)出鳴叫聲。通過以上分析可知，當(dāng)計(jì)時(shí)至59分51、53、55、57秒時(shí)，頻率為500Hz的信號(hào)通過喇叭，當(dāng)計(jì)時(shí)至59分59秒時(shí)，頻率為1000Hz的信號(hào)通過喇叭，因而發(fā)出四低一高的聲音，音響結(jié)束正好為59分60秒。</p><p><b>　　四、心得體會(huì)<

40、;/b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，理論知識(shí)得到強(qiáng)化，實(shí)踐能力得到了提高。</p><p>　　數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)涉及到模擬電子與數(shù)字電子技術(shù)。其中絕大部分是數(shù)字部分、邏輯門電路、數(shù)字邏輯表達(dá)式、計(jì)算真值表與邏輯函數(shù)間的關(guān)系、編碼器、譯碼器顯示等基本原理。數(shù)字鐘是典型的時(shí)序邏輯電路，包含了計(jì)數(shù)器，二進(jìn)制數(shù)，六進(jìn)制數(shù)，六十進(jìn)制，二十四進(jìn)制，十進(jìn)制數(shù)的概念。數(shù)字鐘

41、的設(shè)計(jì)與制作可以進(jìn)一步加深對(duì)數(shù)字電路的了解，通過本次電子電路的設(shè)計(jì)，為數(shù)字電路的制作提供思路。我學(xué)到了很多東西，最重要的是去做好一個(gè)事情的心態(tài)，也許在你拿到題目時(shí)會(huì)覺得困難，但是只要自己對(duì)自己有信心，一步一個(gè)腳印去實(shí)現(xiàn)它，就肯定會(huì)完成的。有時(shí)候畫的線和其它線重要合時(shí)會(huì)看不到，有時(shí)又會(huì)明明連的是這個(gè)端點(diǎn)，一移動(dòng)時(shí)卻連到任外一個(gè)端點(diǎn)了，再加上電路有這么大了，顯示器的界面寬度又有限，所以做起來有點(diǎn)麻煩，一但搞不好就要重新來，這個(gè)時(shí)候就要你有足

42、夠的耐心了。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到了，對(duì)于數(shù)字邏輯一些基本知識(shí)有了更深的了解,了解很多集成門電路芯片的使用,增強(qiáng)了面對(duì)困難勇于面對(duì)，勇于解決的信心。做課程設(shè)計(jì)是為了讓我對(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識(shí)并加以綜合提高，學(xué)會(huì)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問題的能力。通過這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)

43、數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念。</p><p>　　在做課程設(shè)計(jì)的過程中，我深深地感受到了自己所學(xué)到知識(shí)的有限，明白了只學(xué)好課本上的知識(shí)是不夠的，要通過圖書館和互聯(lián)網(wǎng)等各種渠道來擴(kuò)充自己的知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過程中我曾經(jīng)遇到過問題。一個(gè)是在電路接好之后計(jì)數(shù)的顯示結(jié)果不正確,經(jīng)分析，檢查后我請(qǐng)同學(xué)幫我檢查了，知道了是電路中有些不懂的地方，改正了錯(cuò)誤。但是從中我學(xué)習(xí)到了如何對(duì)待遇到的困難，進(jìn)一步培養(yǎng)了我一絲不茍的科學(xué)態(tài)度和不厭其煩

44、的耐心。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　(1)康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社 2005</p><p>　　(2)陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn).高等教育出版社 2005.12</p><p>　　(3)焦素敏.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).人民郵電出版社 2005

45、.8</p><p>　　(4)高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2002.</p><p><b>　　附錄 元器件清單</b></p><p>　　共陰型七段譯碼器（4511）6塊、計(jì)數(shù)器（4518）3塊、</p><p>　　14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器和振蕩器[（CD4060），（CD4040）