1、<p>　　電氣與電子信息工程學(xué)院</p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 直流穩(wěn)壓電源和多功能數(shù)字鐘 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：2011級(jí)電子信息工程技術(shù)（1）班 </p><p>　　學(xué)　　號(hào)：　 　　 </p><p&g

2、t;　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012/11/05～2012/11/16 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)： </p><p&g

3、t;　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </p><p>　　2012年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、 課程設(shè)計(jì)題目： 直流穩(wěn)壓電源和多功能數(shù)字鐘4</p><p><b&

4、gt;　　二、設(shè)計(jì)目的4</b></p><p>　　三、方案選擇與論證4</p><p>　　四、系統(tǒng)功能及原理4</p><p>　　1、直流穩(wěn)壓電源4</p><p>　　2、多功能數(shù)字鐘5</p><p>　　五、各模塊功能、原理、器件選擇6</p><p>　　

5、1、時(shí)鐘振蕩電路（555振蕩器）6</p><p>　　2、校時(shí)校分電路（CD4011）6</p><p>　　3、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) （CD4511/CD4518）7</p><p>　　4、 數(shù)碼管顯示8</p><p><b>　　六、 結(jié)果分析9</b></p><p><b

6、>　　七、設(shè)計(jì)小結(jié)9</b></p><p><b>　　八、附錄10</b></p><p>　　1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖10</p><p>　　2、元器件清單11</p><p><b>　　3、參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b&g

7、t;　　電子電路數(shù)字鐘設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 直流穩(wěn)壓電源和多功能數(shù)字鐘</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　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。</p><p>　　2、了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線(xiàn)方法。</p>&

8、lt;p>　　3、了解數(shù)字鐘的組成及工作原理。</p><p>　　4、熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作。</p><p>　　5、掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法。</p><p>　　6、進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p>　　7、提高電路布局、布線(xiàn)及檢

9、查和排除故障能力。</p><p>　　8、培養(yǎng)書(shū)寫(xiě)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。</p><p><b>　　三、方案選擇與論證</b></p><p>　　方案一的設(shè)計(jì)主要是由555振蕩電路， 時(shí)間計(jì)數(shù)電路，校時(shí)電路和譯碼驅(qū)動(dòng)電路組成。時(shí)間計(jì)數(shù)電路由CD4518和CD4511組成，分為一個(gè)24進(jìn)制電路和兩個(gè)60進(jìn)制電路。校時(shí)電路則由開(kāi)關(guān)組成。<

10、/p><p>　　方案二的設(shè)計(jì)主要由晶體振蕩電路，時(shí)間計(jì)數(shù)電路，校時(shí)電路，譯碼驅(qū)動(dòng)電路。其中，時(shí)間計(jì)數(shù)電路用六個(gè)74LS90組成。校時(shí)電路主要由 HD74KS00P組成RS觸發(fā)器，而且加入消抖電路，達(dá)到了自動(dòng)校時(shí)的效果。</p><p>　　綜合比較，選擇方案一。</p><p><b>　　四、系統(tǒng)功能及原理</b></p><

11、;p><b>　　1、直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　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(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。</p><p>　　四個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理如下： </p><p>　　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

12、給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 </p><p>　　B、整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)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。</p><p>　　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(mǎn)足RL-C＝（3~

13、5）T/2，或中T為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。 </p><p>　　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(fù)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(jiǎn)的電路外接組件只需一個(gè)固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過(guò)渡、過(guò)熱和安全工作區(qū)

14、保護(hù)，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(dá)式為：Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源原理圖如下圖所示</p><p><b>　　2、多功能數(shù)字鐘</b></p>

15、<p>　　數(shù)字鐘由信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等組成。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555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(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，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

16、”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)一天24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)六位LED顯示器顯示出來(lái)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路是根據(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)音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路是來(lái)對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。其數(shù)字鐘系統(tǒng)框圖如下:</p><p>　　↑ ↑ ↑ ↑

17、↑ ↑</p><p>　　↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑</p><p>　　↑ ↓ ↑ ↓</p><p>　　五、各模塊功能、原理、器件選擇</p><p>　　1、時(shí)鐘振蕩電路（555振蕩器）</p

18、><p>　　555芯片與RC組成的多諧振蕩器可以產(chǎn)生1Hz的方波信號(hào)，可以作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。 </p><p>　　555振蕩器的原理圖如下圖所示</p><p>　　2、校時(shí)校分電路（CD4011）</p><p>　　分時(shí)校準(zhǔn)電路的原理是一樣的。均是采用瓷片電容104和與門(mén)電路用開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的具體電路圖如下。 </p>

19、<p>　　平常計(jì)時(shí)狀態(tài)下開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)，當(dāng)需要校時(shí)時(shí)，按下開(kāi)關(guān)瓷片電容則放電CD4011的引腳1、2是低電平3引腳輸出高電平，此時(shí)8引腳送入時(shí)鐘脈沖，則10輸出低電平，那么4輸出一定是高電平，而且這個(gè)高電平被送入CD4518的1號(hào)時(shí)鐘引腳，此時(shí)“分”必定加1，同理，若連續(xù)按下開(kāi)關(guān)則“分”就會(huì)連續(xù)加1，即完成分校時(shí)。時(shí)校時(shí)電路的原理和分校時(shí)是一樣的。</p><p>　　3、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) （CD

20、4511/CD4518）</p><p>　?。?）、時(shí)計(jì)數(shù)、譯碼/驅(qū)動(dòng)及顯示部分的設(shè)計(jì) </p><p>　　眾所周知，秒、分、時(shí)分別為六十、六十、二十四進(jìn)制(十二進(jìn)制亦可)計(jì)數(shù)器那么“秒”和“分”計(jì)數(shù)器用兩塊十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)連來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們的個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六進(jìn)制，這樣，符合人們通常計(jì)秒數(shù)的習(xí)慣?！皶r(shí)”計(jì)數(shù)也用兩個(gè)十進(jìn)制集成塊，只是做成二十四進(jìn)制，上述計(jì)數(shù)器均可用反饋清零法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

21、 </p><p>　　時(shí)計(jì)數(shù)是采用兩個(gè)數(shù)碼管、兩個(gè)CD4511和一個(gè)CD4518來(lái)實(shí)現(xiàn)將“分”計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖送入“時(shí)”計(jì)數(shù)器，但是是計(jì)數(shù)器采用的是24進(jìn)制、且不需要進(jìn)位脈沖，同樣是采用CD4511來(lái)驅(qū)動(dòng)七位LED數(shù)碼管顯示出來(lái)，以下即為時(shí)計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理圖。</p><p>　?。?）、秒計(jì)數(shù)、譯碼/驅(qū)動(dòng)及顯示部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　秒計(jì)數(shù)采用

22、兩個(gè)數(shù)碼管、兩個(gè)CD4511和一個(gè)CD4518來(lái)實(shí)現(xiàn)。將“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，進(jìn)位脈沖最終用CD4081的一個(gè)與門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而CD4511芯片具有鎖存\譯碼\驅(qū)動(dòng)的功能，可以外接電阻驅(qū)動(dòng)七段口LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。以下即為秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理圖。</p><p>　　、秒計(jì)數(shù)、譯碼/驅(qū)動(dòng)及顯示部分的設(shè)計(jì)</

23、p><p>　　分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)的原理差不多，也是采用兩個(gè)數(shù)碼管、兩個(gè)CD4511和一個(gè)CD4518來(lái)實(shí)現(xiàn)。將“秒”計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖送入“分”計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分發(fā)出一個(gè)“時(shí)”脈沖信號(hào)，該信號(hào)將作為“時(shí)”計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖，進(jìn)位脈沖最終用CD4081的又一個(gè)與門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣是采用CD4511來(lái)驅(qū)動(dòng)七位LED數(shù)碼管顯示出來(lái)，分計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理圖與秒計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)原理圖相同。</p><p><b

24、>　　數(shù)碼管顯示</b></p><p>　　用CD4511和CD4518配合數(shù)碼管組成一個(gè)一位計(jì)數(shù)顯示，如下圖所示：</p><p>　　每級(jí)輸出接一只 CD4511和LED數(shù)碼管即可。所謂共陰LED數(shù)碼管是指7段LED的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。限流電阻要根據(jù)電源電壓來(lái)選取電源電壓5V時(shí)可使用1KΩ的限流電阻。</p><p><

25、b>　　結(jié)果分析</b></p><p>　　裝配焊接：本次整機(jī)裝配采用模塊化結(jié)構(gòu)，不僅解決了模數(shù)整體調(diào)試帶來(lái)的困難，而且便于實(shí)現(xiàn)電路的分層管理，使得整個(gè)電路裝配更加有層次和明確的主從關(guān)系，解決了焊接的盲目性。雖然裝配、焊接比較麻煩，但通過(guò)和同學(xué)的合作，許多困難都得以克服。</p><p>　　安裝芯片引腳時(shí)，我們先上網(wǎng)查，在弄懂芯片管腳的具體情況直接偶才進(jìn)行安裝。<

26、;/p><p>　　第一步：在焊接的時(shí)候，不要一次把所有的元件都焊接上去，先焊接一部分元件上去，讓系統(tǒng)先跑起來(lái)，即最小化系統(tǒng)調(diào)試。</p><p>　　第二步：在完成元件的焊接之后，首先要用萬(wàn)用表測(cè)試一下，有沒(méi)有短路。先排除人為的焊接短路。</p><p>　　第三步：上電前的電壓、電流測(cè)試。在電壓、電流正常的情況下，再可以進(jìn)行別的調(diào)試，這時(shí)就可以一部分、一部分的往上焊

27、接別的元件了。最后完成焊接任務(wù)。 </p><p><b>　　系統(tǒng)功能測(cè)試： </b></p><p>　　1、系統(tǒng)擁有良好的人機(jī)交互界面及操作說(shuō)明 </p><p>　　2、符合設(shè)計(jì)提出的基本功能并有所發(fā)揮 測(cè)試結(jié)果：</p><p>　　（1）計(jì)時(shí)：數(shù)字鐘可以準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)，滿(mǎn)足多功能數(shù)字中的基本功能——計(jì)時(shí)。 <

28、;/p><p>　　（2）校對(duì)：通過(guò)對(duì)單刀雙擲開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)，確實(shí)對(duì)數(shù)字鐘起來(lái)了校對(duì)的作用。 </p><p>　?。?）報(bào)時(shí)：在數(shù)字鐘計(jì)時(shí)到01：00：00時(shí)，電燈泡亮了，一分鐘后，即計(jì)時(shí)到01： 01：00時(shí)，燈泡熄。整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能成功。</p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　

29、通過(guò)這次對(duì)多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)制作，讓我了解了電路設(shè)計(jì)的基本步驟，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路先進(jìn)行軟件模擬仿真再進(jìn)行實(shí)際的電路制作。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線(xiàn)中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而

30、行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。</p><p><b>　　八、附錄</b></p><p><b>　　1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖</b></p><p><b>　　2、元器件清單</b></p><p><b>　　3、參考文獻(xiàn)</b&g