1、淮陰師范學(xué)院物理系于電子電氣工程學(xué)院訓(xùn)練報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)習(xí)編號(hào)班級(jí)級(jí)別06班，08班專業(yè)化產(chǎn)業(yè)電子信息工程標(biāo)題數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制造教師(名稱)(標(biāo)題)2010年11月i .設(shè)計(jì)指標(biāo)1.顯示小時(shí)、分鐘和秒鐘。2.以24小時(shí)制為周期。3.它具有計(jì)時(shí)功能，可分別校準(zhǔn)小時(shí)和點(diǎn)，并在分支時(shí)停止向不同方向運(yùn)送小時(shí)。定時(shí)時(shí)鐘源可以手動(dòng)輸入，也可以從電路時(shí)鐘中借用。4.為了保證精確穩(wěn)定的定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的參考信號(hào)由晶體振蕩器提供二、設(shè)計(jì)框圖數(shù)字鐘的組成數(shù)字時(shí)鐘實(shí)際上是一個(gè)計(jì)數(shù)電路，它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1hz)進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于計(jì)數(shù)開始時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(如北京時(shí)間)不一致，需要在電路上增加計(jì)時(shí)電路，標(biāo)準(zhǔn)的1hz時(shí)間信號(hào)必須準(zhǔn)確穩(wěn)

2、定。通常，石英晶體振蕩器電路用于形成數(shù)字時(shí)鐘。投入輸出aby001011101110三.組件介紹1.74ls00和非(圖2)圖22.74ls00與門(圖3)投入輸出aby000010100111圖3 74ls 00引腳圖3.74ls390(圖4)，十進(jìn)制加法器圖4 74ls 390的引腳圖圖5 74ls 51的引腳圖4.74ls51(圖5)5.cd4060(圖6)6.74ls74(圖7)7.74ls47(圖8)，解碼器圖6 cd4060引腳圖和圖7 74ls 74引腳圖圖8 74ls 47的引腳圖三、設(shè)計(jì)原則1.各功能模塊的電路設(shè)計(jì)(multisim模擬)(1)晶體振蕩器電路晶振電路向數(shù)字鐘提

3、供頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768赫茲方波信號(hào)，保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確穩(wěn)定。晶體振蕩器電路用于指針電子鐘和數(shù)字電子鐘。如圖(b)所示，晶體振蕩器電路由cmos非門u1、晶體、電容和電阻組成，u2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的類似正弦波的波形轉(zhuǎn)換為理想方波。輸出反饋電阻r1為非門提供偏置，使電路工作在放大區(qū)，也就是說，非門的功能類似于高增益反相放大器。電容器c1和c2與晶體形成諧振網(wǎng)絡(luò)，以控制振蕩頻率并提供180度相移，從而與非門形成正反饋網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)振蕩器功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性和精度，輸出頻率穩(wěn)定而精確。圖(二)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體振蕩器4060構(gòu)成了脈沖發(fā)生和分頻電路的仿真圖(2)計(jì)時(shí)電路

4、通常使用74hc290、74hc390等十進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。本設(shè)計(jì)選擇74hc390。根據(jù)其內(nèi)部邏輯框圖，它是一個(gè)雙2-5-10異步計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器都有一個(gè)異步清零端子(高電平有效)。秒位計(jì)數(shù)單元是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此只需將qa與cpb(下降沿有效)連接，無需二進(jìn)制轉(zhuǎn)換。cpa(下降沿有效)與1hz秒的輸入信號(hào)相連，qd可以作為上行進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的cpa相連。每秒十位計(jì)數(shù)單位是十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如圖2.4所示，其中qc可作為上行進(jìn)位信號(hào)與位分割計(jì)數(shù)單元的cpa相連。十進(jìn)制-十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換電路子比特計(jì)數(shù)

5、單元和子十比特計(jì)數(shù)單元的電路結(jié)構(gòu)分別與第二比特計(jì)數(shù)單元和第二十比特計(jì)數(shù)單元的電路結(jié)構(gòu)完全相同，只是子比特計(jì)數(shù)單元的qd應(yīng)與子十比特計(jì)數(shù)單元的cpa連接作為上行進(jìn)位信號(hào)，子十比特計(jì)數(shù)單元的qc應(yīng)與時(shí)間比特計(jì)數(shù)單元的cpa連接作為上行進(jìn)位信號(hào)。小時(shí)位計(jì)數(shù)單元的電路結(jié)構(gòu)仍與秒或小時(shí)位計(jì)數(shù)單元相同，但要求整個(gè)小時(shí)位計(jì)數(shù)單元應(yīng)為24位計(jì)數(shù)器，而不是10的整數(shù)倍，因此有必要將小時(shí)位和10位計(jì)數(shù)單元合并為一個(gè)整體進(jìn)行24位轉(zhuǎn)換。使用74hc390實(shí)現(xiàn)24位計(jì)數(shù)功能的電路如圖(d)所示。二十四個(gè)二進(jìn)制電路此外，在圖(d)所示的電路中，還有二進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，可用作分頻器，將2hz輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為1hz信號(hào)。74ls

6、390構(gòu)成60位計(jì)數(shù)器的模擬圖74ls390構(gòu)成了24位計(jì)數(shù)器的模擬圖(3)定時(shí)電路數(shù)字鐘應(yīng)具有分鐘校正和時(shí)間校正功能。因此，應(yīng)切斷分鐘位和小時(shí)位的直接計(jì)數(shù)通道，并使用具有正常定時(shí)信號(hào)和可隨時(shí)切換的校正信號(hào)的電路來訪問它們。即由coms門和或非門實(shí)現(xiàn)的定時(shí)或分支定時(shí)電路，in1端連接低階進(jìn)位信號(hào)；in2端與校正信號(hào)相連，校正信號(hào)可以直接取自分頻器產(chǎn)生的1hz或2hz(不要太高或太低)信號(hào)。輸出端與分鐘或小時(shí)位計(jì)時(shí)輸入端相連。當(dāng)開關(guān)開啟時(shí)，由于校正信號(hào)和0相位的輸出為0，開關(guān)的另一端連接到高電平，正常輸入信號(hào)可以順利通過與門，使定時(shí)電路處于正常定時(shí)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，情況正好相反，計(jì)時(shí)電路處于計(jì)

7、時(shí)狀態(tài)。在實(shí)際使用中，由于電路開關(guān)存在抖動(dòng)問題，通常與一個(gè)rs觸發(fā)器相連，形成一個(gè)開關(guān)抖動(dòng)消除電路，因此整個(gè)時(shí)序電路如圖(f)所示。(f)具有抖動(dòng)消除電路的校正電路時(shí)序電路仿真圖2.整體電路圖(由multisim模擬)它由一個(gè)二十四進(jìn)制電路和兩個(gè)六進(jìn)制電路組成，只有一個(gè)二乘六十電路可以與二十四進(jìn)制電路連接。詳細(xì)電路見下圖。整個(gè)數(shù)字鐘由計(jì)時(shí)電路、晶體振蕩電路和校正電路組成。在計(jì)時(shí)電路中，用校正電路代替時(shí)、分、秒之間的進(jìn)位。當(dāng)計(jì)時(shí)電路處于正常輸入信號(hào)時(shí)，計(jì)時(shí)電路正常計(jì)時(shí)，但當(dāng)計(jì)時(shí)被分開時(shí)，它不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位，計(jì)時(shí)被分開，校正電路也是一個(gè)獨(dú)立的電路。電路的信號(hào)輸入由晶體振蕩器電路產(chǎn)生，并輸入到每個(gè)電路。

8、四、電路安裝和調(diào)試過程1.裝置1)。根據(jù)圖紙進(jìn)行連接，將與面包板對(duì)齊的金屬孔沿歧管塊的銷方向預(yù)先彎曲，然后小心插入。導(dǎo)體的剝離長(zhǎng)度適合面包板的厚度。2)。電線的裸線部分不應(yīng)暴露在電路板上，以防短路。電線應(yīng)插入金屬孔的中心。3)根據(jù)原理圖接線時(shí)，首先要保證可靠的供電和接地。4)。注意芯片的控制引腳必須正確連接。2.試車1)。除了測(cè)試輸入和輸出信號(hào)，檢查故障時(shí)還要注意電源、接地和控制引腳。2)。注意芯片管腳上的信號(hào)是否與面包板上插座上的信號(hào)一致(集成模塊的管腳經(jīng)常與面包板接觸不良)。3)如果顯示管不亮，檢查電源接地的地方是否有連接。顯示管不完整。檢查顯示管和74ls47是否損壞，并檢查是否有短路。4)如果有顯示，不要跳，檢查第二個(gè)脈沖發(fā)生器，檢查74ls47和4060是否有錯(cuò)誤。您可以直接添加2kz秒脈沖發(fā)生器來添加秒脈沖。5)檢查是否要攜帶v.電路測(cè)試和使用說明1)為了測(cè)試方便，2hz信號(hào)可以直接輸入各級(jí)計(jì)數(shù)器。2)連接定時(shí)電路時(shí)，可以連接模擬信號(hào)輸入(如1hz和2hz)。測(cè)試輸出信號(hào)切換正確后，秒進(jìn)位和點(diǎn)進(jìn)位信號(hào)連接到計(jì)時(shí)電路，然后輸出到分鐘計(jì)數(shù)器和小時(shí)計(jì)數(shù)器。當(dāng)從定時(shí)環(huán)訪問信號(hào)時(shí)總的來說，這次培訓(xùn)比較順利。雖然在路上遇到了一些困難，但經(jīng)過幾