1、<p><b>　　盲人報時鐘1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計目的1</p><p>　　1.2設(shè)計內(nèi)容和要求1</p><p>　　1.3 盲人報時鐘原理框圖1</p><p>　　1.4 工作模塊及功能2</p><p>　　1.4.1 振蕩器原理2</

2、p><p>　　1.4.2時間計數(shù)器電路2</p><p>　　1.4.3譯碼驅(qū)動電路2</p><p>　　1.4.4數(shù)碼管2</p><p>　　1.5各單元模塊設(shè)計和分析2</p><p>　　1.5.1振蕩器電路3</p><p>　　1.5.2時間計數(shù)單元3</p>

3、<p>　　1.5.3譯碼驅(qū)動及顯示單元6</p><p>　　1.5.4校時電源電路7</p><p>　　1.5.5報時與報分電路8</p><p>　　1.6總電路圖11</p><p>　　1.7元器件清單12</p><p><b>　　1.8 總結(jié)12</b>

4、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：14</b></p><p><b>　　盲人報時鐘</b></p><p><b>　　1 設(shè)計目的</b></p><p>　　1.進(jìn)一步掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　2.進(jìn)一步熟悉集

5、成電路的引腳安排。</p><p>　　3.進(jìn)一步掌握數(shù)字鐘的設(shè)計方法和和計數(shù)器相互級聯(lián)的方法。</p><p>　　4.進(jìn)一步掌握數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計和數(shù)字系統(tǒng)功能的測試方法。</p><p>　　5.進(jìn)一步掌握數(shù)字系統(tǒng)的制作和布線方法。</p><p><b>　　2設(shè)計內(nèi)容和要求</b></p><p

6、>　　1.具有時、分、秒計時功能（小時1~12），要求用數(shù)碼管顯示。 </p><p>　　2.具有手動校時、校分功能。 </p><p>　　3.設(shè)有報時、報分開關(guān)。當(dāng)按報時開關(guān)時，能以聲響數(shù)目告訴盲人。當(dāng)按報分開關(guān)時，同樣能以聲響數(shù)目告訴盲人，但每響一下代表十分鐘（報時與報分的聲響的頻率應(yīng)不同）。</p><p>　　3 盲人報時鐘原理框圖</p&g

7、t;<p>　　圖1 報時鐘原理框圖</p><p><b>　　4 工作模塊及功能</b></p><p><b>　　4.1 振蕩器原理</b></p><p>　　振蕩器電路由555定時器構(gòu)成，提供給數(shù)字鐘一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的1kＨz的脈沖，可以保證數(shù)字鐘的準(zhǔn)確走時及穩(wěn)定性。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯

8、示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。</p><p>　　4.2時間計數(shù)器電路</p><p>　　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)器以及時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成，分別由74LS160構(gòu)成，其中秒個位、分個位以及時個位為十進(jìn)制計數(shù)器，秒十位以及分十位為六進(jìn)制計數(shù)器，而時十位為二進(jìn)制計數(shù)器，這樣就能滿足秒計數(shù)器及分計數(shù)器為六十進(jìn)制，而時計數(shù)器為十二進(jìn)制。</p&

9、gt;<p><b>　　4.3譯碼驅(qū)動電路</b></p><p>　　譯碼驅(qū)動電路目的是將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，即采用74LS48來實現(xiàn)這個功能，并且可以為數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。</p><p><b>　　4.4數(shù)碼管　</b></p><p>　　LED顯

10、示器由發(fā)光二極管組成?；虚L條形的發(fā)光管排列成“日”字形，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。通過譯碼器，將計數(shù)器電路輸出的信號轉(zhuǎn)換為8421BCD碼后，通過發(fā)光二極管顯示當(dāng)前數(shù)字。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。本設(shè)計采用的為共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　5各單元模塊設(shè)計和分析&l

11、t;/p><p>　　主體電路是功能部件或單元電路組成的，在設(shè)計這些電路及選擇部件時，應(yīng)盡量選用同類型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成電路或者都用CMOS集成電路。本設(shè)計采用TTL集成電路。下面介紹各功能部件與單元電路的設(shè)計。</p><p><b>　　5.1振蕩器電路</b></p><p>　　振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時鐘的核心，振蕩器的穩(wěn)定

12、度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準(zhǔn)確程度。本設(shè)計振蕩器電路由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，通過對電阻、電容的調(diào)整，使該多諧振蕩器輸出頻率為1Hz的精確穩(wěn)定信號，為計數(shù)器單元提供脈沖信號。</p><p><b>　　圖2 振蕩電路</b></p><p><b>　　5.2時間計數(shù)單元</b></p><p>　　在設(shè)計

13、計數(shù)器之前，先對74LS160芯片的引腳和功能作一些說明以及有關(guān)連接的知識。</p><p>　　5．2．1 74LS160芯片</p><p>　　74LS160是十進(jìn)制計數(shù)器，直接清零，異步清零端MR非為低電平時，不管時鐘端CP信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。160的預(yù)置是同步的，當(dāng)置入控制器PE非為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3數(shù)據(jù)端P0-P3一致。</p&g

14、t;<p>　　2 74LS160引腳圖</p><p>　　圖3  74LS160D引腳</p><p><b>　　3管腳圖介紹</b></p><p>　　表1 74LS160管腳表</p><p>　　4 74LS160的功能真值表</p><p>　　表2

15、74LS160的功能真值表</p><p><b>　　5模塊組成</b></p><p>　　時間計數(shù)單元有時計數(shù)、分計數(shù)和秒計數(shù)等幾個部分。時計數(shù)單元一般為12進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計數(shù)和秒計數(shù)單元為60進(jìn)制計數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。本設(shè)計采用兩片74LS160來產(chǎn)生60進(jìn)制和12進(jìn)制，秒個位計數(shù)單元為１０進(jìn)制計數(shù)器，本實

16、驗通過與非門74LS00連接來實現(xiàn) ，秒十位計數(shù)單元為６進(jìn)制計數(shù)器12通過與非門74LS00連接來實現(xiàn)，分個位和分十位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同，如圖5所示。時個位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個位計數(shù)單元相同，但是要求，整個時計數(shù)單元應(yīng)為12進(jìn)制計數(shù)器，所以在兩塊74LS160構(gòu)成的100進(jìn)制中截取12，就得在12的時候進(jìn)行置數(shù)。12進(jìn)制計數(shù)功能的電路如圖4示。</p><p>　　圖4 &

17、#160;60進(jìn)制計數(shù)器電路</p><p>　　圖5  12進(jìn)制計數(shù)器電路</p><p>　　1.5.3譯碼驅(qū)動及顯示單元</p><p>　　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(zhuǎn)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74LS48作為顯示譯碼電路，選用共陰LED數(shù)碼管作為顯示單元電路，如圖

18、6示。</p><p>　　圖6譯碼驅(qū)動和顯示電路</p><p>　　1.5.4校時電源電路</p><p>　　當(dāng)重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進(jìn)行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工觸發(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，再轉(zhuǎn)入正常計時狀態(tài)即可。</p><p>

19、　　根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時校正功能，因此，應(yīng)截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖7示為所設(shè)計的校時電路。該電路可以使每次按動開關(guān)僅產(chǎn)生一個脈沖輸出，能有效地克服按鈕開關(guān)機(jī)械抖動產(chǎn)生的影響。</p><p><b>　　圖8單步脈沖電路</b></p><p>　　1.5.5報時與報分電路</p&g

20、t;<p>　　本設(shè)計采用74LS192減法計數(shù)器及74LS161來實現(xiàn)報時功能，74LS192輸入端與譯碼器輸出端相連，報分開關(guān)控制74LS192置數(shù)端，開關(guān)閉合，74LS192對閉合時刻的初值進(jìn)行減法計數(shù)，輸出端通過一個或門組合連至74LS161的CLR端，使計數(shù)器減至零時停止報時，保持此時刻狀態(tài)。由于報時部分時十位也須要報時，與報分部分相比，還需增加一個74LS192來實現(xiàn)小時的十位報時。從而滿足當(dāng)按報時開關(guān)時，能以

21、聲響數(shù)目告訴盲人。當(dāng)按報分開關(guān)時，同樣能以聲響數(shù)目告訴盲人，但每響一下代表十分鐘。并且通過不同頻率的脈沖發(fā)生器從而使報時與報分的頻率不同。</p><p><b>　　圖8 報分電路</b></p><p><b>　　圖9 報時電路</b></p><p>　　1 74LS192引腳圖</p><p&

22、gt;　　圖10  74LS192引腳圖</p><p>　　2 74LS192的功能表</p><p><b>　　表3 功能表</b></p><p>　　3 74LS161D功能介紹</p><p>　　74LS161是4位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器，除了有二進(jìn)制加法計數(shù)功能外，還具有異步清零、同步并行置數(shù) 、

23、保持等功能。74LS161的邏輯電路圖和引腳排列圖如圖1所示，CR是異步清零端，LD是預(yù)置數(shù)控制端，D0 ，D1，D2，D3是預(yù)置數(shù)據(jù)輸人端，P和T是計數(shù)使能端，C是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計數(shù)器的級 聯(lián)提供了方便。</p><p><b>　　（1）異步清零功能</b></p><p>　　當(dāng)CR＝0時，不管其他輸人端的狀態(tài)如何（包括時鐘信號CP），4個觸發(fā)器

24、的輸出全為零。</p><p>　?。?）同步并行預(yù)置數(shù)功能</p><p>　　在CR＝1的條件下，當(dāng)LD＝0且有時鐘脈沖CP的上升沿作用時，D3，D2，D1，D0輸入端的數(shù)據(jù)將分別被Q3～Q0所接收。由于置數(shù)操作必須有CP脈沖上升沿相配合，故稱為同步置數(shù)。</p><p><b>　?。?）保持功能</b></p><p

25、>　　在CR=LD＝1的條件下，當(dāng)T＝P＝0時，不管有無CP脈沖作用，計數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變（停止計數(shù)） 。</p><p>　?。?）同步二進(jìn)制計數(shù)功能</p><p>　　當(dāng)CR＝LD＝P＝T＝1時，74LS161處于計數(shù)狀態(tài)，電路從0000狀態(tài)開始，連續(xù)輸入16個計數(shù)脈沖后，電路 將從1111狀態(tài)返回到0000狀態(tài)，狀態(tài)表見表2。</p><p>&

26、lt;b>　?。?）進(jìn)位輸出C</b></p><p>　　當(dāng)計數(shù)控制端T＝1，且觸發(fā)器全為1時，進(jìn)位輸出為1，否則為零。</p><p>　　4 74LS161D真值表</p><p><b>　　1.6總電路圖</b></p><p>　　圖11  盲人報時鐘總電路圖</p>

27、<p><b>　　1.7元器件清單</b></p><p><b>　　表5 元器件清單</b></p><p><b>　　1.8 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過兩周的努力，我終于完成了電子課程設(shè)計——盲人報時鐘。對盲人報時鐘的設(shè)計，我了解了關(guān)于盲人報時鐘的原理與設(shè)計理念。通過

28、這一周不斷的查找資料的過程中讓我接觸了許多可以完成一項功能的電路，而在選擇中我體會到了數(shù)字電子設(shè)計的靈活性與技巧性，它要求我們必須具備熟練的專業(yè)知識，同時讓我積累了很多實際操作經(jīng)驗，已初步掌握了數(shù)電的應(yīng)用技術(shù)，以及數(shù)字電路的知識和有關(guān)器件的應(yīng)用。在此次的設(shè)計過程中，更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)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(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。也是我深刻地體會到數(shù)字電子技術(shù)對當(dāng)代社

29、會發(fā)展的重要作用。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計，我學(xué)到很多東西，如對word、畫圖等軟件有了更進(jìn)一步的了解，學(xué)會了如何利用網(wǎng)絡(luò)資源,學(xué)會了怎么看電路圖,讀電路圖,這些都使我受益匪淺。我想這些一定能夠為我以后的學(xué)習(xí)和工作積累了豐富的經(jīng)驗。社會的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品設(shè)計實踐使我認(rèn)識到我現(xiàn)在所學(xué)的知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在實際操作應(yīng)用中有些問題還不能解決，所以我要在今后的學(xué)習(xí)中更加努力，學(xué)好自己的專業(yè)知識以充實自己，來