1、 徐海學(xué)院電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)報(bào)告 年 月 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名 設(shè)計(jì)日期： 設(shè)計(jì)專題： 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求：1. 主要內(nèi)容： 用 CC4518雙四位BCD同步加計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)60秒、60分、24小時(shí)歸0的計(jì)數(shù)電路 用CC4511 七段譯碼驅(qū)動(dòng)/鎖存器及LG5011AH共陰數(shù)碼管設(shè)計(jì)譯碼及顯示電路（數(shù)碼管需加限流電阻） 用555設(shè)計(jì)CP脈沖源 (f=1KH) 具有系統(tǒng)校準(zhǔn)功能2. 整體電路原理圖60秒、60分、24小時(shí)- 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路3. EWB仿真圖60秒、60分、24小時(shí)- 計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路4. 設(shè)計(jì)原理圖用PROTEL99設(shè)計(jì)原理圖5.

2、設(shè)計(jì)PCB版圖用PROTEL99設(shè)計(jì)PCB板圖6. 功能擴(kuò)展要求設(shè)計(jì)：定點(diǎn)報(bào)時(shí)功能 12小時(shí)歸1計(jì)數(shù)電路指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘要：從古到今，時(shí)間與每個(gè)人都密切相關(guān)，或多或少都受影響。為了更好的規(guī)劃時(shí)間，就要對(duì)時(shí)間有一個(gè)度量，這就是鐘表。數(shù)字鐘以其顯示時(shí)間的直觀性、走時(shí)準(zhǔn)確性成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們帶來極大的方便。作為一種計(jì)時(shí)工具，數(shù)字鐘的基本組成部分離不開計(jì)數(shù)器，在控制邏輯電路的控制下完成預(yù)定的各項(xiàng)功能。本次課程設(shè)計(jì)為多功能數(shù)字電子鐘，由信號(hào)發(fā)生器、CC4518組成 “時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、CC4511譯碼器及LC5

3、011（共陰極）數(shù)碼顯示電路、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等。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。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)成的振蕩器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”。用 CC4518雙四位BCD同步加計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)60進(jìn)制，24進(jìn)制計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)60秒、60分、24小時(shí)歸0的計(jì)數(shù)電路，CC4518為雙位計(jì)數(shù)器，所以每個(gè)計(jì)數(shù)器分為十位和個(gè)位兩部分，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到60時(shí)向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位同時(shí)秒計(jì)數(shù)器歸零，分計(jì)數(shù)器向時(shí)計(jì)數(shù)器工作原理同秒計(jì)數(shù)器，當(dāng)時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到24時(shí)歸零。利用CC4511 七段譯碼驅(qū)動(dòng)/鎖存器及LG501

4、1AH數(shù)管設(shè)計(jì)譯碼及顯示電路將時(shí)間的以顯示。關(guān)鍵字：CC4518（計(jì)數(shù)）、CC4511（譯碼）、LG5011AH（數(shù)碼管顯示）、555定時(shí)器目 錄1 緒論51.1 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性質(zhì)51.2 綜合設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)51.3 綜合設(shè)計(jì)目的52 數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì)72.1 方案圖72.2 器件選擇7 2.3 技術(shù)指標(biāo)73 數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)83.2 秒脈沖發(fā)生器設(shè)計(jì)83.2.1 NE555芯片介紹83.2.2 NE555構(gòu)成多諧振蕩器83.3 秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)電路103.3.1 CC4518雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器 103.3.2 用CC4518構(gòu)成60進(jìn)制、24進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路 113.4 譯碼顯示電路12

5、3.4.1 CC4511 7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器 123.4.2 LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管133.5 校時(shí)電路143.6 擴(kuò)展功能143.6.1 鬧時(shí)功能143.6.2 定時(shí)報(bào)時(shí)功能154、實(shí)驗(yàn)總結(jié)164.1 實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法164.1.1 EWB仿真中的問題及解決方法164.1.2 PROTEL設(shè)計(jì)電路中的問題及解決方法 164.1.3 焊接中問題及解決方法164.2 實(shí)驗(yàn)體會(huì)175、參考文獻(xiàn)186、附錄196.1 數(shù)字鐘電路原理圖196.2 系統(tǒng)整體仿真圖 206.3 數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖216.4 印刷電路板的元件分布圖 226.5 印刷電路板的

6、布線圖 226.6 元器件清單 236.7 12歸1計(jì)數(shù)電路 246.7 擴(kuò)展作業(yè)籃球24秒倒計(jì)時(shí) 246.7.1 74LS192計(jì)數(shù)器246.7.2 24倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)及仿真251、緒論1.1 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)性質(zhì) 電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)是在學(xué)完模擬電子術(shù)數(shù)字電子技術(shù)課程 之后，安排的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際電子線路的設(shè)計(jì)、裝接、調(diào)試等。*通過完成一個(gè)課題的電路設(shè)計(jì)、理論計(jì)算及實(shí)驗(yàn)調(diào)試任務(wù)，鞏固和加深電子技術(shù)課程中所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能。 在實(shí)踐中提高分析問題、解決實(shí)際問題的能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐打下一定基礎(chǔ)。1.2 綜合設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) 1、不同于平時(shí)的習(xí)題作習(xí)題主

7、要是為了加深對(duì)課堂上講解知識(shí)的理解，題目內(nèi)容涉及面較單一，在給定的理想化的條件下，經(jīng)過抽象加工后，不難得出標(biāo)準(zhǔn)答案。而電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)任務(wù)，多是實(shí)際的“模擬”或“數(shù)字”電路裝置，它涉及的知識(shí)多而廣，沒有固定的答案，只能從實(shí)際出發(fā)，通過調(diào)查研究，查詢資料，方案比較，設(shè)計(jì)計(jì)算得到比較好的設(shè)計(jì)方案后，再通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，使理論設(shè)計(jì)逐步完善，最后達(dá)到實(shí)際要求。 2、不同于一般的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)著重點(diǎn)是放在驗(yàn)證基本理論和電路性能上，通過實(shí)驗(yàn)只能初步了解電路實(shí)驗(yàn)的步驟和基本方法，熟悉常用電子儀器設(shè)備的使用方法。而電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)，正是為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦又動(dòng)手，獨(dú)立開展電路設(shè)計(jì)、調(diào)試的機(jī)會(huì)。可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段檢驗(yàn)

8、理論設(shè)計(jì)中的問題所在，又可運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，指導(dǎo)電路調(diào)試工作，使電路更加完善。 3、不同于畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)工科學(xué)生的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生綜合運(yùn)用公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，去解決工程實(shí)際問題；完成工程技術(shù)人員必須具有的基本能力的訓(xùn)練；從題目的廣泛和深度上，畢業(yè)設(shè)計(jì)比電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)要難。 4、電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)圍繞一門課程內(nèi)容做綜合性的訓(xùn)練，題目雖出自實(shí)際電路，但比較簡單，比較定型，一般不是真實(shí)的生產(chǎn)、科研任務(wù)， 基本上是有章可循。著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)軌道引向?qū)嶋H方面。把過去熟悉的定性分析，定量計(jì)算方法與工程估算，實(shí)驗(yàn)調(diào)整等手段結(jié)合起來。逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法

9、，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施辦法。使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。鍛煉分析問題、解決電路實(shí)際問題的本領(lǐng)。 1.3 綜合設(shè)計(jì)目的 1、鞏固和加深對(duì)電子線路基本知識(shí)的理解，提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程所學(xué)知識(shí)的能力，使理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)由知識(shí)向智能的轉(zhuǎn)化。 2、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選學(xué)參考書，查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會(huì)自己分析問題、解決問題的能力。 3、通過實(shí)際電路的設(shè)計(jì)方案的分析比較、參數(shù)計(jì)算、元件選取，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。 4、掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)

10、指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。 5、能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，編寫設(shè)計(jì)說明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖。 6、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神。2、數(shù)字鐘電路的設(shè)計(jì)2.1 方案圖圖2-1 方案圖2.2 器件選擇計(jì)數(shù)電路：用CC4518計(jì)數(shù)器譯碼電路：用CC4511譯碼器顯示電路：用LG5011AH共陰數(shù)碼管秒脈沖信號(hào)發(fā)生器：用555構(gòu)成多諧振蕩器；選用32768Hz的晶振構(gòu)成振蕩電路，然后經(jīng)過CD4060的14級(jí)分頻分出2Hz，再經(jīng)過CD4040的2分頻分出秒脈沖。、2.3 技術(shù)指標(biāo) 基本功能 實(shí)現(xiàn)60秒、60分、24小時(shí)的計(jì)數(shù)、譯碼、顯示； 具有校準(zhǔn)功能； 自帶秒脈

11、沖信號(hào)發(fā)生器 擴(kuò)展功能 定時(shí)控制（時(shí)間自定） 仿廣播電臺(tái)整點(diǎn)報(bào)時(shí) 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù) 自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù) 提高功能 小時(shí)的計(jì)數(shù)要求為“12歸1”3、數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)3.1 原理框圖圖3-1 數(shù)字鐘的原理框圖3.2 秒脈沖發(fā)生器設(shè)計(jì)3.2.1 NE555芯片介紹 表3-1 引出端功能符號(hào)說明符號(hào)功能符號(hào)功能低觸發(fā)端閥值端輸出放電端復(fù)位控制電壓 圖3-2 NE555管腳圖3.2.2 NE555構(gòu)成多諧振蕩器1、NE555構(gòu)成多諧振蕩器原理圖 NE555構(gòu)成多諧振蕩器原理（如圖3-3），其中R1、R2和電容C為外接元件。多諧振蕩器無外部信號(hào)輸入，卻能輸出矩形波，其實(shí)質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋D

12、3-3 多諧振蕩電路原理圖2、多諧振蕩器的特點(diǎn)（1）不需外觸發(fā)的自激振蕩器；（2）無穩(wěn)定狀態(tài)，均為暫穩(wěn)態(tài)；（3）矩形波中含有豐富的高次諧波，習(xí)慣稱多諧振蕩器。3、工作原理（1） Vcc通過R1、R2向C充電,在VC 沒有充電到 2VCC/3 之前,Vo 保持 1 不變。（2） 當(dāng)VC2VCC /3時(shí)Vo由1翻轉(zhuǎn)為 0 。 T 導(dǎo)通，電容C 經(jīng)R2、T放電。（3）當(dāng)Vc降至VCC /3時(shí)，使得Vo回到 1 ，T截止，電容C 再充電，進(jìn)入循環(huán) 圖3-4 多諧振蕩器電路 圖3-5 多諧振蕩器波形4、參數(shù)計(jì)算電容C充電時(shí)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間：電容C放電時(shí)，暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間：輸出脈沖的周期為：頻率為：表3-2

13、 數(shù)據(jù)的選取及所得結(jié)果元件參數(shù)結(jié)果R1=428.5KR2=500KC1=0.01F C2=1Ftw1=0.65sTw2=0.35sT=1sf=1HZ5、誤差計(jì)算由以上公式此可知，改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。通過實(shí)驗(yàn)得出某一組波形的數(shù)據(jù)如下：Tw1=370.5, tw2=249.0, T=619.5, f= 1.605U0=2.44V Uc=2V R1= 1.25 =0.1V =1V R2=2.36 由周期公式計(jì)算理論周期和頻率：已知：C=0.15UF R1=1.25 R2=2.36 =379.1 =247.8 =626.9 =1.595KHZ得出實(shí)驗(yàn)頻率的相對(duì)誤差： 100

14、%=0.6 %3.3 秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù)電路3.3.1 CC4518雙BCD同步加法計(jì)數(shù)器芯片功能介紹： 表3-3 4518芯片功能表CL (CP0)EN (CP1)R功 能10加計(jì)數(shù)00加計(jì)數(shù)0不 變0不 變00不 變10不 變1Q3Q0=0 圖3-6 CC4518管腳圖 CC4518為雙BCD加計(jì)數(shù)器，該器件由兩個(gè)相同的同步4級(jí)計(jì)數(shù)器組成。計(jì)數(shù)器為D觸發(fā)器。具有內(nèi)部可交換CP和EN線，用于在始終上升沿或下降沿加計(jì)數(shù)。在單個(gè)單元運(yùn)算中，EN輸入保持高電平，且在CP上升沿進(jìn)位。CR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)清零。計(jì)數(shù)器在脈動(dòng)模式可級(jí)聯(lián)，通過將Q3鏈接至下一計(jì)數(shù)器的EN輸入端實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)。同時(shí)后者的CP輸入保持

15、低電平。3.3.2 用CC4518構(gòu)成60進(jìn)制、24進(jìn)制計(jì)數(shù)單元電路60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路：圖3-7 用CC4518構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)電路24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路：圖3-8 用CC4518構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CPQ4Q1000001000120010300114010050101601107011181000910013、工作原理 CC4518為異步清零工作方式，所以在60清零，59顯示。左邊為十位計(jì)數(shù)，右邊為個(gè)位計(jì)數(shù)，當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)到9下個(gè)脈沖來時(shí)，1001變?yōu)?000，Q4由0變1，產(chǎn)生下降沿使個(gè)位清零并向十位進(jìn)1，當(dāng)十位計(jì)到6時(shí)，既0110，Q3Q2為11，Q3Q相與后為1 接清零端讓十位個(gè)位同時(shí)清零，

16、循環(huán)置數(shù)。 同理，對(duì)于24進(jìn)制的接法，只需將清零信號(hào)改為十位的2（即0010）的Q1與上個(gè)位的4（即0100）的Q2用來產(chǎn)生清零信號(hào)實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制（顯示到23）。而個(gè)位向十位提供下降沿工作脈沖方式同60進(jìn)制。 綜合起來，我們只需將秒計(jì)數(shù)位置的59（01011001）的1相與產(chǎn)生高位脈沖，當(dāng)60清零原相與位相與結(jié)果為0。由此產(chǎn)生1變0，提供分計(jì)數(shù)個(gè)位的工作脈沖（即下降沿脈沖）。而時(shí)計(jì)數(shù)所需的工作脈沖只需由分計(jì)數(shù)的十位為6清零時(shí)提供的下降沿脈沖即可。6為（0110），Q2Q1相與為1，提供高位脈沖，清零后相與結(jié)果為0，即提供了1變0的下降沿工作脈沖。由于芯片內(nèi)部工作問題，此種設(shè)計(jì)僅實(shí)現(xiàn)了一般的24-

17、60-60計(jì)時(shí)電路。但初態(tài)為11的問題仍舊是個(gè)缺陷，后續(xù)我們晶閘管的引入為我們的電路設(shè)計(jì)提供了解決初態(tài)為11的缺陷。使電路成功實(shí)現(xiàn)了初始狀態(tài)為零態(tài)的時(shí)鐘電路！3.4 譯碼顯示電路3.4.1 CC4511 7段鎖存/譯碼/驅(qū)動(dòng)器1、CC4511功能介紹CC4511 是BCD-7段所存譯碼驅(qū)動(dòng)器，在統(tǒng)一單片結(jié)構(gòu)上由COMOS邏輯器件NPN雙極型晶體管構(gòu)成。這些器件的組合，使CC4511具有底靜態(tài)耗散和高抗干擾及原電源電流高達(dá)25mA的性能。由此可直接驅(qū)動(dòng)LED及其它器件。LT,BI,LE端分別檢測(cè)顯示。亮度調(diào)節(jié)，存儲(chǔ)或選通BCD碼等功能。當(dāng)使用外部多路轉(zhuǎn)換電路時(shí)，可多路轉(zhuǎn)換和顯示幾種不同的信號(hào)。圖

18、3-9 4511管腳圖2、功能說明 表3-4 4511功能表（1）燈測(cè)試功能：LT可檢查七段顯示器各字段是否能正常發(fā)光。當(dāng)LT = 0時(shí)，不論Q0Q3狀態(tài)如何，七段全部顯示，以檢查各字段的好壞。（2）消隱功能：當(dāng)BI=0時(shí)，輸出ab都為低電平，各字段熄滅。（3）數(shù)碼顯示：當(dāng)BI=1 LT=1 LE=0，譯碼器工作，當(dāng)3210端輸入8421BCD碼時(shí)，譯碼器對(duì)應(yīng)的輸出端輸出高電平1，數(shù)碼顯示相應(yīng)的數(shù)字。（4） 鎖存：在LE從“0”轉(zhuǎn)換到“1”時(shí)，輸出顯示由輸入的BCD碼決定。3.4.2 LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管1、LC5011-11 LED/7段（共陰極）數(shù)碼管管腳圖及其

19、內(nèi)部電路圖LG5011是共陰極數(shù)碼管，所有的數(shù)碼管的陰極作為公共端，并一起接地。當(dāng)給相應(yīng)管腳高電平是該段管被點(diǎn)亮，從而顯示不同的數(shù)值。 圖3-10 LG5011AH管腳圖 圖3-11 LG5011AH共陰極接法電路圖2、譯碼/顯示電路及原理表3-5 5011功能表圖3-12 譯碼/顯示電路譯碼/顯示電路:（1）數(shù)碼管內(nèi)部已將3端、8端連接在一起，所以使用時(shí)，3端接地，8端懸空)。（2）限流電阻計(jì)算：數(shù)碼管的工作電壓為U（手冊(cè)數(shù)據(jù)），工作電流為I（手冊(cè)數(shù)據(jù)），譯碼器輸出的高電平Uag，則限流電阻上的電壓應(yīng)該為UU，限流電阻阻值： R（UagU2v）I =10譯碼/顯示電路原理:譯碼和數(shù)碼顯示電路

20、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（簡稱LED）組成的字形來顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極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)碼管有共陽極和共陰極兩種類型。共陽極數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽極接在一起，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，而陽極是獨(dú)立的。當(dāng)共陽極數(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，所以共陽極數(shù)碼管需要輸出低電平有效的譯碼器去

21、驅(qū)動(dòng)。共陰極數(shù)碼管則需輸出高電平有效的譯碼器去驅(qū)動(dòng)。3.5 校時(shí)電路當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，需要校正時(shí)間，校時(shí)是數(shù)字鐘應(yīng)具備的基本功能。一般電子手表都具有時(shí)、分、秒等校時(shí)功能。為使電路簡單，這里只進(jìn)行分和小時(shí)的校時(shí)。對(duì)校時(shí)電路的要求是，在小時(shí)校正時(shí)不影響分和秒的正常計(jì)數(shù)；在分校正時(shí)不影響秒和小時(shí)的正常計(jì)數(shù)。校時(shí)方式有“快校時(shí)”和“慢校時(shí)”兩種，“快校時(shí)”是，通過開關(guān)控制，使計(jì)數(shù)器對(duì)1Hz的校時(shí)計(jì)數(shù)?！奥r(shí)”是用手動(dòng)產(chǎn)生單脈沖作校時(shí)脈沖。圖2-9為校時(shí)、校分電路。其中為校分用的控制開關(guān)，為校時(shí)用的控制開關(guān)，他們的控制功能如表2-1所示。校時(shí)脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當(dāng)或分別為

22、“0”時(shí)可以進(jìn)行“快校時(shí)”。如果校時(shí)脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行“慢校時(shí)”。 表3-6 功能表 圖3-13 校時(shí)電路原理圖3.6 擴(kuò)展功能3.6.1 鬧時(shí)功能工作原理：例如:上午7點(diǎn)59分發(fā)出鬧時(shí)信號(hào)，持續(xù)1分鐘。7點(diǎn)59分的對(duì)應(yīng)的數(shù)字鐘的狀態(tài)分別為0111（時(shí)個(gè)位） 0101（分十位） 1001（分個(gè)位）鬧時(shí)控制信號(hào)圖3-14 鬧時(shí)功能電路3.6.2 定時(shí)報(bào)時(shí)功能工作原理：74LS273是帶有清楚端的8D觸發(fā)器，只有在清除端保持高電平，才具有鎖存的功能，鎖存控制端為11腳CLK，采用上升沿鎖存。CPU的ALE信號(hào)必須經(jīng)過反相器反相之后才能與74LS制端CLK端相連。74LS273是一

23、種帶清除功能的8D觸發(fā)器， 1D8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q8Q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，而74LS266里面是四個(gè)異或273的控非門，266的一端連著CC4518的輸出管腳，由圖2.6.2可知鬧鐘定時(shí)可以精確到秒的十位，其工作原理為當(dāng)先將時(shí)鐘調(diào)制到用戶想要的點(diǎn)數(shù)，然后按下開關(guān)，74LS373會(huì)自動(dòng)鎖存住這一時(shí)間，而當(dāng)時(shí)鐘下一次運(yùn)行至這一時(shí)間時(shí)，三個(gè)CC4518會(huì)發(fā)出高電平信號(hào)，連同的74LS373也會(huì)發(fā)出高電平信號(hào)，通過266的與或非門后到達(dá)74LS21，而74LS21中全是與門，則最終輸出高電平，經(jīng)過三極管進(jìn)行數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換后到達(dá)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。圖3-15 定時(shí)報(bào)時(shí)電路4、實(shí)驗(yàn)總結(jié)多功

24、能數(shù)字鐘采用由門電路或555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，有了時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)“秒”信號(hào)后，就可以根據(jù)“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。將這些計(jì)數(shù)器適當(dāng)連接，就可以實(shí)現(xiàn)“秒”、“分”、“時(shí)”的計(jì)時(shí)功能。同時(shí)要將“秒”、“分”、“時(shí)”的狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號(hào)，就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)經(jīng)譯碼器進(jìn)行譯碼，并通過顯示器將其顯示出來，這實(shí)際上構(gòu)成了數(shù)字鐘電路中“秒”、“分”、“時(shí)”的三個(gè)計(jì)數(shù)譯碼顯示電路。在我們所制作的數(shù)字鐘電路中，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)器均采用“集成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4518”構(gòu)成。4.1 實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方

25、法4.1.1 EWB仿真中的問題及解決方法1.使用555芯片時(shí)要準(zhǔn)確計(jì)算電阻和電容大小，以求能得到準(zhǔn)確的脈沖2.EWB軟件中 cc4518的功能表與實(shí)際功能不相符，具體使用見 使用示例。3.校時(shí)功能實(shí)現(xiàn)是應(yīng)添加開關(guān)使先計(jì)時(shí)停止然后再校時(shí)。4.EWB測(cè)試電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)后自動(dòng)生成1，即數(shù)碼管初始不顯示0狀態(tài)，而是從1開始。這是軟件所存在的漏洞，為了解決這一問題，我們?cè)陔娐分屑尤刖还?，由于晶匣管?nèi)部是有一個(gè)PNP和一個(gè)NPN構(gòu)成，利用它的導(dǎo)通特性解決這一問題。方法二：系統(tǒng)消1法原理：利用D觸發(fā)器或門的串聯(lián)，當(dāng)秒脈沖信號(hào)進(jìn)入D觸發(fā)器時(shí)，D端接搞電平，Q端發(fā)出電平，而從D觸發(fā)器出來的信號(hào)也是高電平。

26、通過或門，相當(dāng)于不影響4518清零，則此時(shí)D觸發(fā)器起到一個(gè)延遲作用，則會(huì)使數(shù)碼管在初始狀態(tài)下顯示是“0 ”而非是“1”。如下圖所示：4.1.2 PROTEL設(shè)計(jì)電路中的問題及解決方法1.在畫元件圖和封裝的時(shí)候要注意尺寸的大小。2. 在pcb封裝庫內(nèi)的管腳和實(shí)際的不同，需要修改庫文件才能通過檢驗(yàn)。 4.1.3 焊接中問題及解決方法1. 焊接過程中注意控制焊點(diǎn)的大小，焊錫不宜太多，也不宜太少。嚴(yán)禁出現(xiàn)虛焊漏焊的現(xiàn)象。焊槍不宜在PCB板上停留時(shí)間過久，以免溫度過高，燙掉焊盤和燙壞器件。在焊接過程中，主板的芯片在焊接時(shí)全部忘記了先焊接芯片底座，將芯片全部直接焊接。這樣做很有可能將芯片燒壞，無法正常使用

27、而無法達(dá)到與其功能。計(jì)時(shí)板驗(yàn)收時(shí)，主板無法正常計(jì)數(shù)，經(jīng)試驗(yàn)實(shí)老師指導(dǎo)修改，改正了兩處芯片錯(cuò)接點(diǎn)和一處虛焊點(diǎn)后成功完成時(shí)鐘任務(wù)。2.焊擴(kuò)展板時(shí)盡量少飛線。3.焊擴(kuò)展板時(shí)線要壓緊板面，盡量使導(dǎo)線走直角，做到美觀漂亮。4.2 實(shí)驗(yàn)體會(huì)感謝各位老師和同學(xué)在課題設(shè)計(jì)中給予我們的講解、指導(dǎo)，同時(shí)也感謝實(shí)驗(yàn)室其他老師在電路設(shè)計(jì)和電板焊接期間所給予我的幫助。老師的耐心和用心，我的努力讓我最終能夠達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。同時(shí)也感謝徐海學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)給我們創(chuàng)造的優(yōu)越完善的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的重視。通過這次對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作讓我了解了一個(gè)電子器件由設(shè)計(jì)到制作的全過程，對(duì)相關(guān)軟件有了更加深入的了解，給以后的各種電子顯示儀

28、器夯實(shí)了基礎(chǔ)。在制作數(shù)字鐘的中，不斷的提高了動(dòng)手操作能力，同時(shí)在布線中也展現(xiàn)了細(xì)心及整體規(guī)劃能力，也對(duì)本課程有了更深入的了解。大三的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程也曾強(qiáng)了就以后就業(yè)的信心，盡可能的達(dá)到國家教學(xué)目標(biāo)。5、參考文獻(xiàn)【1】曹國清.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì).徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社?！?】何榮超.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社?！?】張瑞.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社?！?】康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.北京：高等教育出版社。6、附錄6.1 數(shù)字鐘電路原理圖6.2 系統(tǒng)整體仿真圖6.3 數(shù)字鐘電路Protel設(shè)計(jì)圖6.4 印刷電路板的元件分布圖6.5 印刷電路板的布線圖6.6 元器

29、件清單序號(hào)型號(hào)參數(shù)數(shù)量(個(gè))備 注1集成芯片CC451832CC451163CC406014CC404015芯片座16P116數(shù)碼管LG5011AH67晶振3276818三極管PNP(1015)19發(fā)光二極管5410二極管IN40074114148612電解電容100uF16V513電容獨(dú)石1041214電阻1/4W1M415220K4100K1164704217220218微動(dòng)開關(guān)6*6*6419穩(wěn)壓電源座3.5空心座120電路板注意事項(xiàng)：1.檢查印刷線路板，是否有斷線、短路等。2.第一步焊IN4148二極管（黑圈為負(fù)極）， IN4007（IN4002）二極管（白圈為負(fù)極），兩個(gè)二極管要平行

30、在一條線上。如下圖所示：3.第二步焊限流電阻，電阻黃色為有效環(huán)需放在上方，同時(shí)擺放要整齊。（為了保護(hù)發(fā)光數(shù)碼管防止電流過大而損壞數(shù)碼管需加，電源電壓低可以取值小些，電源電壓高可以取值大些）。4.第三步焊集成電路座，座的缺口為標(biāo)志，方向應(yīng)該在左邊。5.電解電容須分清正負(fù)極，長腳為正短腳為負(fù)，獨(dú)石電容不分正負(fù)極。6.發(fā)光二極管有正負(fù)極之分，長腳為正短腳為負(fù),不要接反。7.安插集成芯片時(shí)要看清候型號(hào)，注意芯片缺口方向應(yīng)該在左邊，缺口對(duì)應(yīng)的左下方為1管腳。8. 開關(guān)（K1）調(diào)整秒，開關(guān)（K2）調(diào)整分，開關(guān)(K3)調(diào)整小時(shí)，開關(guān)K4為暫停，通過調(diào)整使時(shí)鐘的秒、分、時(shí)走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步。9. 芯片功能簡介： CC4518為雙四位BCD同步加計(jì)數(shù)器； CC4511為七段譯碼驅(qū)動(dòng)/鎖存器；C