數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--數(shù)字鐘

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越追求人性化的事物，傳統(tǒng)的時(shí)鐘已不能滿足人們的需求。現(xiàn)代的數(shù)字鐘不僅需要數(shù)字電路技術(shù)而且需要模擬電路技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，增加了數(shù)字鐘的功能。其電路可以由實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、環(huán)境溫度檢測(cè)模塊、人機(jī)接口模塊、報(bào)警模塊等部分組成。利用軟件編程盡量做到硬件電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定，減小電磁干擾和其他環(huán)境干擾，充分發(fā)揮軟

2、件編程的優(yōu)點(diǎn)，減小因元器件精度不夠引起的誤差，但是數(shù)字鐘還是可以改進(jìn)和提高如選用更精密的元器件。但與機(jī)械式時(shí)鐘相比已經(jīng)具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。</p><p>　　數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)月，日，時(shí),分,秒.數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置,工作時(shí)，振蕩器產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào)，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)過(guò)分頻器分頻，得到標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒脈沖送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，秒計(jì)

3、數(shù)器滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)進(jìn)位，而小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻1”規(guī)律計(jì)天數(shù)，日計(jì)數(shù)器可按照“30翻1”規(guī)律計(jì)月，月則為12進(jìn)制。計(jì)數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送顯示器顯示。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差可用校時(shí)電路予以校準(zhǔn)，而當(dāng)計(jì)時(shí)達(dá)到整點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出四低一高的鳴叫，最后一聲恰為整點(diǎn)。廣泛用于個(gè)人家庭,車(chē)站, 碼頭辦公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?使得數(shù)字鐘的精度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大

4、的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義</p><p>　　人類究竟從何時(shí)開(kāi)始，有了“時(shí)間”的概念？人類的遠(yuǎn)祖最早從天明天暗知道時(shí)間的流逝。大約六千年前，“時(shí)鐘”第一次登上人類歷史的舞臺(tái)：日晷在

5、巴比倫王國(guó)誕生了。古人使用日晷，根據(jù)太陽(yáng)影子的長(zhǎng)短和方位變化掌握時(shí)間。距今四千年前，漏刻問(wèn)世，使人們不分晝夜均可知道時(shí)間。而鐘表的出現(xiàn)，則是十三世紀(jì)中葉以后的事。 　　一二七O年前后在意大利北部和南德一帶出現(xiàn)的早期機(jī)械式時(shí)鐘，以秤錘作動(dòng)力，每一小時(shí)鳴響附帶的鐘，自動(dòng)報(bào)時(shí)。一三三六年，第一座公共時(shí)鐘被安裝于米蘭一教堂內(nèi)，在接下來(lái)的半個(gè)世紀(jì)里，時(shí)鐘傳至歐洲各國(guó)，法國(guó)、德國(guó)、意大利的教堂紛紛建起鐘塔。 　　不久，發(fā)條技術(shù)發(fā)明了，時(shí)鐘的體積

6、大為縮小。一五一O年，德國(guó)的鎖匠首次制出了懷表。當(dāng)年，鐘表的制作似乎僅限于鎖匠的副業(yè)，直到后來(lái)，對(duì)鐘表精度的要求越來(lái)越高，鐘表技藝也日益復(fù)雜，才出現(xiàn)了專業(yè)的鐘表匠。 　　一八O六年，拿破侖之妻、皇后J.約琵芬為王妃特制的一塊手表，是目前知道的關(guān)于手表的最早記錄。這是一塊注重裝飾、被制成手鐲狀的手表。當(dāng)時(shí)，男人世界里鳳行的是作為身分、地位象征的懷表，手表則被視作是女性的飾物。 　　一八八五年，德國(guó)海軍向瑞士的鐘表商定制大</p&

7、gt;<p>　　20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。時(shí)間對(duì)人們來(lái)說(shuō)總是那么寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人忘記當(dāng)前的時(shí)間。忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時(shí)候，這種遺忘無(wú)傷大雅。但是，一旦重要事情，一時(shí)的耽誤可能釀成大禍。例如，許多火災(zāi)都是由于人們

8、一時(shí)忘記了關(guān)閉煤氣或是忘記充電時(shí)間。尤其在醫(yī)院，每次護(hù)士都會(huì)給病人作皮試，測(cè)試病人是否對(duì)藥物過(guò)敏。注射后，一般等待5分鐘，一旦超時(shí)，所作的皮試試驗(yàn)就會(huì)無(wú)效。手表當(dāng)然是一個(gè)好的選擇，但是，隨著接受皮試的人數(shù)增加，到底是哪個(gè)人的皮試到時(shí)間卻難以判斷。所以，要制作一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)。隨時(shí)提醒這些容易忘記時(shí)間的人。 </p><p>　　鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自

9、動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉電路、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備，甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　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(shí)序電路。此次設(shè)計(jì)與制作數(shù)字電子鐘的目的是讓學(xué)生在了解數(shù)字鐘的原理的前提下，運(yùn)用剛剛學(xué)過(guò)的數(shù)電知識(shí)設(shè)計(jì)并制作數(shù)字鐘，而且通過(guò)

10、數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及其使用方法。由于數(shù)字電子鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過(guò)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，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，此次課程設(shè)計(jì)，有助于學(xué)生對(duì)電子線路知識(shí)的整合和電子線路設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，并為后繼課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。</p><p><b&g

11、t;　　第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字電子鐘</p><p><b>　　設(shè)計(jì)指標(biāo)：</b></p><p>　　1. 時(shí)間計(jì)數(shù)電路采用24進(jìn)制，從00開(kāi)始到23后再回到00；</p><p>　　2. 各用2位數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒；</p><p&g

12、t;　　3. 具有自動(dòng)校時(shí)、校分功能，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(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒開(kāi)始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。 </p><p>　　5. 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時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。</p><p>　　第3章 數(shù)字電子鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p>

13、;<p>　　下面將詳細(xì)介紹整個(gè)數(shù)字電子鐘的電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。其中包括數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)方案的確定，數(shù)字電子鐘的電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真，電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試幾個(gè)設(shè)計(jì)部分。</p><p><b>　　3.1 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　數(shù)字電子鐘是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。它由振蕩器、分配器、計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器電路組成。振

14、蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器形成秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來(lái)。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿60后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿60后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿24小時(shí)后又開(kāi)始下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　　通過(guò)校時(shí)電路可以對(duì)分和時(shí)進(jìn)行校時(shí)，且計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒開(kāi)始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。</p><p

15、><b>　　3.2 方案確定</b></p><p>　　通過(guò)查找資料并展開(kāi)討論，共討論出兩個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案，表面上看，似乎兩個(gè)方案都符合要求，但經(jīng)過(guò)反復(fù)深究，并將兩個(gè)方案加以比較，最終確定一個(gè)既符合本設(shè)計(jì)要求又具有比較強(qiáng)的可行性的方案作為此次設(shè)計(jì)的對(duì)象。</p><p>　　3.2.1 設(shè)計(jì)方案一</p><p>　　方案一的設(shè)計(jì)主要

16、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。而分頻器采用3片集成電路計(jì)數(shù)器74LS90，每片為1/10分頻，3片級(jí)聯(lián)則可獲得所需的頻率信號(hào)。而時(shí)間計(jì)數(shù)電路由74LS90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。</p><p>　　設(shè)計(jì)方案一的設(shè)計(jì)原理圖如圖3-1</p><p>　　圖3-1 設(shè)計(jì)方案一的設(shè)計(jì)原理圖</p>&l

17、t;p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)方案二</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>　　設(shè)計(jì)方案二的設(shè)計(jì)原理圖如下</p><p>　　圖3-2 設(shè)計(jì)方案二的設(shè)計(jì)原理圖&

18、lt;/p><p>　　3.2.3 兩種方案的比較</p><p>　　1、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，兩種方案采用了不同的元器件，但都達(dá)到了數(shù)字時(shí)鐘功能。</p><p>　　2、第一個(gè)方案采用了簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)形式進(jìn)行校時(shí)，而第二個(gè)方案則采用了由RS觸發(fā)器組成的具有消抖動(dòng)的消抖校時(shí)電路，消除了輸入脈沖的不穩(wěn)定性，使得在校時(shí)過(guò)程中不影響計(jì)數(shù)。</p><p>

19、　　3、第一個(gè)方案采用了74LS48的譯碼芯片，而第二個(gè)方案則采用了MCI 4511D 譯碼芯片，顯然，前者價(jià)格昂貴，后者經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。</p><p>　　4、第一個(gè)方案采用了555振蕩器，輸出脈沖既不精確也不夠穩(wěn)定，而第二個(gè)方案則采用了晶體振蕩電路，其輸出脈沖較精確，穩(wěn)定。</p><p>　　5、第一個(gè)方案采用了3片74LS90作為分頻器，而第二個(gè)方案則采用了1片74LS74作為二級(jí)分頻

20、器，電路較前者簡(jiǎn)單。</p><p>　　3.2.4 設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　鑒于第一種方案有比較多的局限性，而方案二則比較方便實(shí)用，再根據(jù)本次設(shè)計(jì)的具體要求與所學(xué)的知識(shí)，確定方案二為本次設(shè)計(jì)采用的方案。</p><p>　　3.3 數(shù)字電子鐘的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　下面將介紹第二個(gè)設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)電路。其中包括電源電路的設(shè)

21、計(jì)、時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)、正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)、校時(shí)電路的設(shè)計(jì)、秒信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)、譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路的設(shè)計(jì)幾個(gè)部分。</p><p>　　3.3.1 電源電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)所用芯片的數(shù)目較多，而且數(shù)字鐘需要比較穩(wěn)定的電壓才能使得計(jì)數(shù)正常、穩(wěn)定、精確。所以采用L7805CV穩(wěn)壓集成塊做穩(wěn)壓電路，并為了更好的消除電壓諧波，所以采用了2000µf的濾波電容，以此得到

22、穩(wěn)定的電壓。</p><p>　　電源電路:用7805集成塊做穩(wěn)壓電路。如圖3-3</p><p><b>　　圖3-3 電源電路</b></p><p>　　3.3.2時(shí)間計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)</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

23、、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小時(shí)計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　用6個(gè)74LS90組成兩個(gè)60進(jìn)制和一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。分別如圖3-4和3-5。</p><p>　　圖3-4 60進(jìn)制電路</p><p>　　對(duì)于上圖，74LS90芯片的引腳8、9、11、12分別對(duì)應(yīng)QC、QB、QD、QA四個(gè)輸出端，而第5端和第10端分別接

24、高電平和地，上圖已默認(rèn)，就不畫(huà)出，下面的電路圖凡涉及到芯片本身就需要接高電平和地的引腳亦不畫(huà)出。</p><p>　　當(dāng)分的74LS90芯片的進(jìn)位輸入端11端的脈沖進(jìn)位信號(hào)傳到時(shí)的脈沖輸入端時(shí)，時(shí)便計(jì)數(shù)一次，并且其十位和個(gè)位的進(jìn)位關(guān)系與分（秒）的十位和個(gè)位的進(jìn)位關(guān)系一樣，此處不再重述。24進(jìn)制電路圖如圖3-5。</p><p>　　圖3-5 24進(jìn)制電路</p><p&

25、gt;　　3.3.3 正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了達(dá)到正點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能，當(dāng)時(shí)間的分十位為5，分個(gè)位為9，秒的十位為5時(shí)，利用與門(mén)的相與功能，使得時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次。如圖3-6。</p><p>　　圖3-6 正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p>　　3.3.4校時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>

26、　　一般情況下，數(shù)字電子鐘開(kāi)機(jī)時(shí)并不立即顯示當(dāng)前時(shí)間，所以需要一個(gè)校時(shí)電路來(lái)調(diào)整以此來(lái)獲得所需要的時(shí)間。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)和分的校時(shí)，為了使校時(shí)不干擾計(jì)時(shí)，在校時(shí)電路中還加入了消抖電路，用于消除輸入脈沖的不穩(wěn)定性，確保校時(shí)和計(jì)時(shí)的穩(wěn)定與準(zhǔn)確。其主要原理是：先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再將頻率為2Hz的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。</p><p>　　根據(jù)要求

27、，數(shù)字鐘應(yīng)具有自動(dòng)分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。圖3-7所示即為帶有基本RS觸發(fā)器的校時(shí)電路。</p><p><b>　　圖3-7 校時(shí)電路</b></p><p>　　對(duì)于上圖，與非門(mén)74LS00的U1C片中的第9端為晶體振蕩器所產(chǎn)生的2Hz的信號(hào)脈沖，而第U1D片的第13端則

28、接進(jìn)位信號(hào)（若為小時(shí)校正電路，則為分的進(jìn)位信號(hào)，同理，分的校時(shí)電路則為秒的進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)不校時(shí)的時(shí)候，計(jì)時(shí)電路將正常計(jì)數(shù)）。第U2B片的第6端則為分或者小時(shí)的個(gè)位脈沖輸入端。</p><p>　　3.3.5 秒信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)</p><p>　　振蕩器是數(shù)字鐘的核心，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。由集成電路定時(shí)器555與RC可組成多諧振蕩器，其振蕩頻率只有1KHz

29、。所以為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，獲取更高的計(jì)時(shí)精度，選用晶體振蕩器構(gòu)成振蕩器電路。一般來(lái)說(shuō)，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。此次設(shè)計(jì)選用R145－32的晶體振蕩器，其頻率為32768Hz，再經(jīng)過(guò)分頻芯片4060BD， 其內(nèi)部有15級(jí)2分頻集成電路，所以可以其中一個(gè)輸出端得到2Hz的信號(hào)脈沖。再經(jīng)過(guò)二次分頻，方可得到1Hz的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)脈沖，即秒脈沖。至于分頻電路，實(shí)際上就是由計(jì)數(shù)器組成的，因此，還可選用3片集成電路計(jì)數(shù)器74LS90，每片為1/10

30、分頻，3片級(jí)聯(lián)則可獲得所需的頻率信號(hào)。但為了節(jié)省芯片及開(kāi)支，因此選用前者。其原理圖和電路圖分別入圖3-8和圖3-9。</p><p>　　圖3-8 秒信號(hào)原理圖</p><p>　　圖3-9 晶體振蕩電路</p><p>　　3.3.6 譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路</p><p>　　譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)

31、，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。本設(shè)計(jì)采用MCI 4511譯碼器和LED數(shù)碼管。譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路如圖3-10。</p><p>　　圖3-10 譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路</p><p>　　3.3.7 數(shù)字電子鐘的整體電路</p><p>　　圖3-11為數(shù)字電子鐘的整體電路主模塊部分，圖3-12，圖3-13，圖3-14為數(shù)字電子鐘的整體電路副模塊部分。&l

32、t;/p><p>　　圖3-11電路主模塊部分</p><p>　　圖3-12 晶體振蕩電路</p><p>　　圖3-13 校時(shí)電路</p><p>　　圖3-14 正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)電路的計(jì)算機(jī)模擬仿真與調(diào)試</p><p>　　本次設(shè)計(jì)后的方案分電源電路、時(shí)間計(jì)數(shù)電

33、路、正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路、校時(shí)電路、秒信號(hào)發(fā)生器電路和譯碼驅(qū)動(dòng)顯示電路等幾個(gè)模塊，設(shè)計(jì)后分別送到計(jì)算機(jī)模擬軟件EWB8.0和Multisim2001中進(jìn)行模擬調(diào)試。此次模擬仿真調(diào)試是在實(shí)物調(diào)試前展開(kāi)的，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存并進(jìn)行分析與修正，方便購(gòu)買(mǎi)器件，也為下一步的實(shí)物調(diào)試和線路板制作提供正確可在的問(wèn)題行的電路模塊。</p><p>　　例如時(shí)間計(jì)數(shù)電路的仿真模擬調(diào)試如圖3-15</p><p&g

34、t;　　圖3-15 時(shí)間計(jì)數(shù)電路的仿真模擬調(diào)試圖</p><p>　　又如晶振電路的仿真波形圖如圖3-16</p><p>　　圖3-16 晶振電路的仿真波形圖</p><p>　　第4章 電路的裝配過(guò)程</p><p>　　經(jīng)過(guò)電路的模擬仿真調(diào)試后，進(jìn)入實(shí)際組裝配置過(guò)程。其中包括電路模擬仿真調(diào)試、電路焊接和實(shí)物的實(shí)際調(diào)試三個(gè)階段。<

35、/p><p>　　4.1 電路模擬仿真調(diào)試</p><p>　　經(jīng)過(guò)電路的電腦模擬仿真調(diào)試后，將芯片插入實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱再一次進(jìn)行調(diào)試，首先調(diào)試秒計(jì)時(shí)電路，再接著調(diào)試分計(jì)時(shí)電路，如此一步一步調(diào)試下去，一發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)分析并更正，并且邊調(diào)試邊焊接，節(jié)省了大量時(shí)間。</p><p><b>　　4.2 電路焊接</b></p><p

36、>　　在實(shí)際組裝配置即焊接電路板的過(guò)程中，對(duì)于裸露在空氣中的電線或者芯片引腳，由于受氧化，表層附有一次很薄的氧化物，會(huì)導(dǎo)致其導(dǎo)電能力大大下降，因此須用砂紙擦去氧化層。每焊接完一部分電路，就立即進(jìn)行調(diào)試，測(cè)試無(wú)誤后方可進(jìn)心下一階段的焊接。焊接時(shí)要主要布線和焊點(diǎn)的合理分布，盡量做到美觀。實(shí)際焊接過(guò)程中，要保證焊筆不要碰到已經(jīng)焊好的線，否則焊好的線很容易脫落。</p><p>　　4.3 實(shí)物的實(shí)際調(diào)試</

37、p><p>　　完成焊接后，即進(jìn)入實(shí)物的調(diào)試階段。實(shí)際調(diào)試中出現(xiàn)了不少問(wèn)題，如顯示不正常，秒計(jì)時(shí)中滿六十后不進(jìn)位等等。仔細(xì)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)主要是電路的某些線脫落和自制電源的電壓諧波太大所致。后來(lái)還發(fā)現(xiàn)校時(shí)電路中的一個(gè)消抖電路設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，須重新設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析與糾錯(cuò)后，最終調(diào)試成功。</p><p>　　第5章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和誤差分析</p><p><b>　　

38、5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　在組裝器件完畢后，用實(shí)驗(yàn)室的秒表進(jìn)行測(cè)試數(shù)字鐘的精確度，測(cè)試結(jié)果如表5-1</p><p>　　表5-1 數(shù)字鐘時(shí)間與秒表時(shí)間的比較表</p><p><b>　　5.2 誤差分析</b></p><p>　　從表5-1可看出，誤差接近于0，而且理論上，誤差本來(lái)是

39、累積的，但實(shí)際上不然，該表的數(shù)據(jù)已顯示數(shù)字鐘走了90秒和120秒時(shí)的誤差與走了60秒的誤差并不相關(guān)聯(lián)，亦即誤差不累積。因此易得出此誤差值為人的反應(yīng)時(shí)間（包括視覺(jué)反應(yīng)時(shí)間和手的反應(yīng)時(shí)間），并不是數(shù)字鐘本身的誤差。因此，此數(shù)字鐘的精確度相當(dāng)高，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　1、加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。很難想象，如果我們各

40、人之間沒(méi)有好好的配合，設(shè)計(jì)過(guò)程將成為一團(tuán)亂麻。正是由于各人做好了應(yīng)該做的工作，整個(gè)過(guò)程才能一氣呵成。更為可貴的是，我們彼此鼓勵(lì)，同舟共濟(jì)地處理每個(gè)問(wèn)題。這種團(tuán)隊(duì)精神將是我們美好的回憶。</p><p>　　2、提高了對(duì)芯片的認(rèn)識(shí)。為了在實(shí)驗(yàn)室里做好測(cè)試工作，我們必須對(duì)所用到的芯片了解得一清二楚。通過(guò)查閱手冊(cè)，或者詢問(wèn)老師，我們終于對(duì)芯片的引腳功能熟透，這樣不但測(cè)試起來(lái)可靠，對(duì)以后的學(xué)習(xí)也是有極大的幫助。</

41、p><p>　　3、加強(qiáng)了對(duì)元件市場(chǎng)的了解。為了得到我們需要的元件，我們要親自去電子城購(gòu)買(mǎi)元件，看到電子應(yīng)用繁榮的一面，我們對(duì)電子方面的知識(shí)更有興趣了。</p><p>　　4、磨練了我們的意志力。我們花了很多心血來(lái)做這個(gè)課程設(shè)計(jì)，但凡事不是一帆風(fēng)順的，我們遇到了許多困難。有些困難甚至看進(jìn)來(lái)難于解決，確實(shí)也是打擊了我們的信心。但我們毫不氣餒，認(rèn)真地檢查電路，檢查焊接的好壞。例如在做電源這一部分

42、時(shí)，我們不斷地修正方案，示波器也顯示出了很完美的波形，但還是無(wú)法讓電路正常運(yùn)行。在我們無(wú)比失望之際，我們沒(méi)有放棄，最后找出問(wèn)題的根本，換了兩個(gè)大電容，達(dá)到了消除電壓諧波，終于解決這大問(wèn)題。</p><p>　　5、提高了我們使用電腦對(duì)電路進(jìn)行仿真的能力。在這之前，我們用電腦軟件完成了自動(dòng)控制的課程設(shè)計(jì)。同樣地，我們又要學(xué)會(huì)新的軟件Multisim和EWB8.0來(lái)畫(huà)電路圖，并用它進(jìn)行仿真。這又讓我們的知識(shí)增多了。&

43、lt;/p><p>　　6、加強(qiáng)我們對(duì)電子器件的了解。一直以來(lái)，我們都對(duì)電路板感到神奇，對(duì)電子應(yīng)用感到好奇。這次我們親自制作一個(gè)電子器件，雖然原理并不太復(fù)雜，但我們?cè)谶@一個(gè)過(guò)程，了解電子應(yīng)用的奇妙之處。</p><p>　　7、加深了“項(xiàng)目”這一詞匯的理解。明白這類似這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)，我們其實(shí)可以把它當(dāng)成一個(gè)項(xiàng)目工程來(lái)看待。我們的小組長(zhǎng)起著協(xié)調(diào)組內(nèi)成員工作的作用，而每個(gè)成員也非常配合他的安排，這

44、就是一個(gè)項(xiàng)目管理的小例。</p><p>　　8、做到理論聯(lián)系實(shí)際。剛剛學(xué)過(guò)了數(shù)電這門(mén)課程，還沒(méi)完全弄懂某些元器件的原理和用途，而此次課程設(shè)計(jì)恰恰提供了一個(gè)好機(jī)會(huì)，讓我們從實(shí)踐中悟出電子技術(shù)的深?yuàn)W之處。</p><p>　　9、由于我們這一小組的所有成員都未曾焊過(guò)電路板，所以此次設(shè)計(jì)給我們上了一課，雖然焊得不是很好，但是提高了我們的動(dòng)手能力，也為我們以后做畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。<

45、/p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附錄1元器件清單一覽表</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)做實(shí)物，讓我學(xué)會(huì)了理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會(huì)了焊接的簡(jiǎn)單操作，讓我體會(huì)到了學(xué)習(xí)的快樂(lè)，也讓我們知道了團(tuán)隊(duì)的重要性。在這次設(shè)計(jì)中非常感

46、謝**老師對(duì)我們的指導(dǎo)以及其他同學(xué)對(duì)我們的幫助！雖然這次設(shè)計(jì)屢次碰壁，但最后的成功與喜悅給我們帶來(lái)了無(wú)限的成就感，這完全歸功于**老師不厭其煩的指導(dǎo)，再次對(duì)**老師表示感謝。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分（第五版）. 北京：高等教育出版社2000年. </p><p&

47、gt;　　[2] 畢滿清，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[3] 呂思忠，數(shù)子電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[4] 謝自美，電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，華中理工大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[5]王慧玲. 電工電子實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003年.</p&g

48、t;<p>　　[6]吳建強(qiáng). 電工學(xué)新技術(shù)實(shí)踐. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004年.</p><p>　　[7]付家才. 電工電子學(xué)習(xí)指導(dǎo). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2003年.</p><p>　　[8]王建華 吳道悌.. 電工學(xué)實(shí)驗(yàn). 北京：高等教育出版社 2003年</p><p>　　[9]鄧玉元 蔣卓勤.. Multisim 2001及其在電

49、子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社 2003年</p><p>　　[10] P.R.Gray, R.G.Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits（Fourth Edition）[M], John Wiley & Sons Ins., 2001</p><p>　　[11] Paul Horow

50、ize(Harvard University),The Art of Electronics, 2nd Edition[M], Cambridge University Press.,1989</p><p>　　[12] Allan R.Hambley,Electronics,second Edition[M],BEIJING;Publishing House of Electronics Industlrg,