1、一設(shè)計(jì)要求：1）采用24小時制，要有時/分/秒顯示，顯示采用六只LED數(shù)碼管分別顯示時分秒；2）時、分、秒之間用二極管顯示“：”，并每秒種閃爍一次；3）時間的小時、分可手動調(diào)整；4）采用+5V電源供電。二題目分析：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

2、由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時序電路.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.三總體方案：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。計(jì)數(shù)部分分為一個二十四進(jìn)制和兩個六十進(jìn)制計(jì)數(shù)，采用74HC390芯片。顯示部分，采用CD4511譯碼器，而CD4511輸出的是高電平有效，所以數(shù)碼管采用的共陰數(shù)碼管。校時部分為了防抖動采用了串聯(lián)RS觸發(fā)器。r4HC390M_4VUD4-,II1RT4hLfl

3、SD_44HC：3?ijNriird31jLILi-2Hz昶.垃！U12SEMIfillU14us-冷：W11ED_6V4511ED_6V曲IIEJ_6V4i11BD_6VI1ED_6V-：.ju.:吒評托苗-：圖2數(shù)字時鐘整體原理圖（一）晶體振蕩部分由于要產(chǎn)生穩(wěn)定的1Hz的脈沖信號，所以選用石英晶體振蕩器。選用的石英晶體振蕩器的頻率是32768Hz的，故需對其分頻。用CD4060分得2Hz的頻率后再用CD4013雙D觸發(fā)器得到1Hz的頻率。原理圖如下。器，14060BP_5VR262.769kH22MQX令蟲&7g夕上oo-uoooO1O?-311oO丄.疊*丄HP.Rs-03k：-振蕩部分

4、使用的元器個22兆歐的電阻I:圖3:器件幀有，1個20Pf和1個30Pf的電容晶體振蕩部分原理圖:1片CD406O,1片CD4013,1個3276Hz的晶Q圖4CD4O13引腳圖二）計(jì)數(shù)部分時計(jì)數(shù)采用二十進(jìn)制，分與秒計(jì)數(shù)采用六十進(jìn)制。用74HC390芯片計(jì)數(shù)。H-cLlj074HC390N4V.838.DJCJ.JMN比*U?JftetnSHN-寸74HC390N耳A2=CLft1CLftICa.=IQU-A2BRe;3C1O圖674HC390引腳圖輸入輸出R01R02S91S92CPACPBQdQcQbQa110XXX000011X0XX0000011XX1001011XX1001R01R0

5、2=0S91S92=0CP0二進(jìn)制計(jì)數(shù)0CP五進(jìn)制計(jì)數(shù)CPQa8421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)QdCP5421碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)表174HC390功能表CPA接計(jì)數(shù)脈沖信碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)。垃口O口oooorrdrdrdU2A74HC08DJV74HC390N_4V74HC390N.333IIIIIIIIFU.JTT0JTT號，將QA與CPB相連，這樣就選擇了74HC390的84213:圖7六十進(jìn)制原理圖I秒個位計(jì)數(shù)單兀為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將-Q-A與CPB相連即可。ABCPA與1HZ秒輸入信號相連，QC可作為向上的進(jìn)位信號與十位計(jì)數(shù)單元的CPA相連。秒十位計(jì)數(shù)單元為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將10

6、進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖7所示，其中QC可作為向上的進(jìn)位信號與分個位的計(jì)數(shù)單元的CPA相連。分個位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計(jì)數(shù)單元完全相同，只不過分個位計(jì)數(shù)單元的QC作為向上的進(jìn)位信號應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的CPA相連，分十位計(jì)數(shù)單元的QC作為向上的進(jìn)位信號應(yīng)與時個位計(jì)數(shù)單元的CPA相連。時個位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個時計(jì)數(shù)單元應(yīng)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，不是10的整數(shù)倍，因此需將個位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個整體才能進(jìn)行24進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用1片74HC390實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖5所示。（三）譯碼顯示部分選擇CD4511作為顯

7、示譯碼電路；選擇LED數(shù)碼管作為顯示單元電路。由CD4511把輸進(jìn)來的二進(jìn)制信號翻譯成十進(jìn)制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的LED數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。圖8譯碼顯示部分原理圖（四11b、c-HFefkF-*如同n冋冋回同n冋CD4?!A；LTBiLE扣懸wircnirwint時部分；,應(yīng)截?cái)喾謧€位和時個位的直接計(jì)數(shù)通路，并J電路接入其中。當(dāng)開關(guān)J2打向下時，就選擇鐘應(yīng)具采用了對分的校對；J2打向上，開關(guān)J3打向下就選擇了對時的校對。實(shí)際使用時，因?yàn)殡娐烽_關(guān)存在抖動問題，所以一般會接一個RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動電路，所以整個較時電路就如圖10所示。122U24A117J1810校秒十T4

8、HC00DCPE-J3m：/m匚:唳/F12Q工門時部分原理圖沐-凡CPa六在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及排除措施：i在做仿真的時候用1Hz的輸入信號是不能讓計(jì)數(shù)部分和譯碼顯示部分正常工作，必須的采用兩百多赫茲或更高的信號才能正常工作。至于其原因，現(xiàn)在也沒弄明白。2、計(jì)數(shù)部分在實(shí)驗(yàn)臺上接好線后，輸入電源進(jìn)行工作時，發(fā)現(xiàn)秒計(jì)數(shù)正常，為六十進(jìn)制而分與時的計(jì)數(shù)卻發(fā)生錯誤，不能計(jì)數(shù)。對造電路圖檢查接線，發(fā)現(xiàn)接線并未錯誤。就懷疑是實(shí)驗(yàn)臺和導(dǎo)線有問題，換了實(shí)驗(yàn)臺測了每根導(dǎo)線后還是存在先前的問題?？煲?dú)怵H的時候突然想到是不是電路圖有問題，于是檢查電路圖，終于發(fā)現(xiàn)問題的所在。在秒向分傳遞信號和分向時傳遞信號的地方出了錯，本該接在Qc端卻都錯接在了Qd端。改正后在實(shí)驗(yàn)臺上實(shí)現(xiàn)了預(yù)想的效果。3、晶振部分根據(jù)一個現(xiàn)有的原理圖在實(shí)驗(yàn)臺測試后能正常工作，于是焊接到了電路板上，但最后在電路板上晶振卻不能起振。也是經(jīng)過很多分析和探索后，最后發(fā)現(xiàn)把并聯(lián)在石英晶振上的1兆歐電阻改為22兆歐電阻晶振就能正常起振了。七.設(shè)計(jì)心得體會：通過這次設(shè)計(jì)并制作實(shí)踐中，讓我明白了先有充分的理論準(zhǔn)備再有細(xì)致的實(shí)踐操作，才會在整個過程遇到更少的困難和更好的結(jié)果。我們組也是因?yàn)閷@兩點(diǎn)把握的比較好，所以自我感覺比其他組做的更順利，取得的結(jié)果較好?！澳サ恫徽`砍柴工”，這應(yīng)該成為我們工科學(xué)生牢記的并遵行的一句話。參考文獻(xiàn)：1康華光，