數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(jì)報告，希望對大家有所幫助。

數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)報告1

　　一、設(shè)計(jì)目的

　　數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置，與機(jī)械式時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(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(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序電路的原理與使用方法。

　　二、設(shè)計(jì)要求

　�。�1）設(shè)計(jì)指標(biāo)

　�、贂r間以12小時為一個周期；

　　②顯示時、分、秒；

　�、劬哂行�時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間；

　　④計(jì)時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報時；

　　⑤為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。

　�。�2）設(shè)計(jì)要求

　�、佼嫵鲭娐吩�理圖（或仿真電路圖）；

　�、谠�器件及參數(shù)選擇；

　　③電路仿真與調(diào)試；

　�、躳cb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(jì)報告寫出設(shè)計(jì)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．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

　　數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的1hz時間信號必須做到準(zhǔn)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(zhǔn)確的32768hz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)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(jì)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(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(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。

　�。╢）帶有消抖電路的校正電路

　　6．整點(diǎn)報時電路

　　電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報時，即當(dāng)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(dāng)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(jì)數(shù)器十位的qc和qa、個位的qd和qa及秒計(jì)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(xiàng)：

　　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(dú)立的電路。

　�。ㄒ唬┝�進(jìn)制電路

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

　　（二）十進(jìn)制電路

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

　�。ㄈ�）六十進(jìn)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(jìn)制電路

　　由2個六十進(jìn)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(jìn)位，電路圖如圖四。

　　（五）時間計(jì)數(shù)電路

　　由1個十二進(jìn)制電路、2個六十進(jìn)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(jìn)制電路相連即可，詳細(xì)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(diǎn)報時電路

　　由74hc30d和蜂鳴器組成，當(dāng)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(jì)數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點(diǎn)報時電路組成。

　　其中以校正電路代替時間計(jì)數(shù)電路中的時、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時電路處于正常輸入信號時，時間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時，但當(dāng)分校正時，其不會產(chǎn)生向時進(jìn)位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨(dú)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(shí)際元件上的差異，所以在原有的簡圖的基礎(chǔ)上，又按實(shí)際布局畫了這張按實(shí)際芯片布局的接線圖，如圖十。

　　八、總結(jié)

　　1．實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(rèn)芯片是否接觸良好是非常重要的一件事。

　　③時間計(jì)數(shù)電路的連接與測試

　　六進(jìn)制、十進(jìn)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(jìn)制時，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)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(jìn)行時校時時，沒有出現(xiàn)問題，但當(dāng)進(jìn)行到分校時時，發(fā)現(xiàn)計(jì)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(fù)對照后，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵诮尤胄Ｕ�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(jì)體會

　　通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)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(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因?yàn)�，再�?shí)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(shí)際中因?yàn)樾酒�本身的特性而能夠成功。所以，在設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。

　　通過這次學(xué)習(xí)，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(shí)際操作才會有深刻理解。

　　3．對設(shè)計(jì)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(jìn)一步的進(jìn)入狀況，完成設(shè)計(jì)。機(jī)械課程

數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)報告2

　　一、課程設(shè)計(jì)題目：

　　直流穩(wěn)壓電源和多功能數(shù)字鐘

　　二、設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)、安裝、測試方法。

　　6、進(jìn)一步鞏固所學(xué)的理論知識，提高運(yùn)用所學(xué)知識的'分析和解決實(shí)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(shí)驗(yàn)報告的能力。

　　三、方案選擇與論證

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

　　方案二的設(shè)計(jì)主要由晶體振蕩電路，時間計(jì)數(shù)電路，校時電路，譯碼驅(qū)動電路。其中，時間計(jì)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(dá)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(fù)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(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(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。

　　2、多功能數(shù)字鐘

　　數(shù)字鐘由信號發(fā)生器、“時、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點(diǎn)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(jì)時系統(tǒng)的精度，一般用555構(gòu)成的振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號送入“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“分脈沖”信號，該信號將作為“分計(jì)數(shù)器”的時鐘脈沖�！胺钟�(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“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計(jì)數(shù)器”�！皶r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、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點(diǎn)報時電路是根據(jù)計(jì)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(shí)現(xiàn)報時。校時電路是來對“時、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對調(diào)整。

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