數(shù)字鐘時鐘電路圖設(shè)計課設(shè)

1、1、 概述 現(xiàn)今，酒店已成為生活中不可缺少的一部分，是很多旅行者休息的場所。 該課程設(shè)計是關(guān)于簡易酒店客房控制器的設(shè)計，主要包括四個方面，24小時時鐘的設(shè)計，客房服務(wù)控制，客房照明控制以及簡易穩(wěn)壓直流電源的設(shè)計。數(shù)字鐘實際上是兩個60，一個24進制的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間有時不與標(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。穩(wěn)壓電源的設(shè)計是將220v的交流電轉(zhuǎn)換5v的直流電，既可以給多諧振蕩器供電，又可以給照明，客房服務(wù)進行控制。2、 方案設(shè)計通過對簡易酒店客房控制器設(shè)計要求的分析，知道設(shè)計應(yīng)分為4部分：24小時時鐘設(shè)計、穩(wěn)壓直流電源設(shè)計、客房服務(wù)控制、客房照明控制。原理方框

2、圖如圖1所示：220V交流電 變壓器24小時可控數(shù)字時鐘客房服務(wù)控制客房照明控制5V直流電源圖1 簡易酒店客房控制器原理方框圖1、直流穩(wěn)壓電源變壓器將220v交流電降到12v，再通過橋式整流電路，實現(xiàn)整流，然后經(jīng)過電容，實現(xiàn)濾波；最后通過三端穩(wěn)壓器7805，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出+5V電壓。其原理框圖如圖2所示：220v交流電變壓器橋式整流電路低通濾波5V穩(wěn)定電壓三端穩(wěn)壓器圖2 直流穩(wěn)壓電源原理框圖2、24小時可控數(shù)字時鐘 通過分析，可知需要以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間和校時功能。要想構(gòu)成數(shù)字鐘，首先應(yīng)選擇一個脈沖源能自動地產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)時間脈沖信號。通過對24小時可控數(shù)字時鐘仔細(xì)分析，可知它由二個6

3、0進制計數(shù)器，一個24小時計數(shù)器，6個顯示譯碼器，6個數(shù)碼管及3個校正電路組成。由555多諧振蕩器發(fā)出1HZ的秒脈沖信號，傳給第一個60進制計數(shù)器，然后依次傳給第二個60進制計數(shù)器，24進制計數(shù)器，通過譯碼顯示給數(shù)碼管，從而讀出時間。值得注意的是：任何計時裝置都有誤差，因此應(yīng)考慮校準(zhǔn)時間電路。24小時可控數(shù)字時鐘原理框圖如圖3所示：譯碼顯示24進制計數(shù)器譯碼顯示譯碼顯示60進制計數(shù)器60進制計數(shù)器分校正信號時校正信號多諧振蕩器發(fā)出的1HZ脈沖秒校時信號圖3 24小時可控數(shù)字時鐘原理框圖3、客房服務(wù)控制通過開關(guān)輸入信號從而控制“請即清理”，“請勿打擾”。其原理框圖如圖4所示：開關(guān)請即清理請勿打擾

4、5v電源圖4 客房服務(wù)控制4、客房照明控制 把220V交流電降到直流穩(wěn)壓電，給燈泡供電，再通過開關(guān)控制燈泡的亮滅。從而實現(xiàn)4路照明控制。其原理框圖如圖5所示：直流穩(wěn)壓電源燈泡4燈泡3燈泡2燈泡14路開關(guān) 圖5 客房照明控制原理框圖三、電路設(shè)計1、24小時可控數(shù)字時鐘（1）多諧振蕩器電路 本電路是能產(chǎn)生1HZ矩形波的多諧振蕩器，這里選用由555構(gòu)成多諧振蕩器，輸出頻率為 （1-1）令C1=10nf；C2=10uf；得到 R1=29K；R2=57K；其電路圖如圖6所示，3端和C1端的波形如圖7所示：圖6 由555構(gòu)成的多諧振蕩器的電路圖 圖7 多諧振蕩器的波形 由圖可知T2-T1=1.002s約等

5、于1s，滿足課設(shè)要求，所以由多諧振蕩器為計數(shù)器提供秒脈沖信號。（2）時間計數(shù)器電路 時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器,分個位和分十位計數(shù)器及時個位時十位計數(shù)器電路構(gòu)成,其中秒個位和秒十位計數(shù)器,分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器,而根據(jù)設(shè)計要求,時個位和時十位計數(shù)器為24進制計數(shù)器.秒計時器：輸入1HZ的CP脈沖信號，當(dāng)個位計數(shù)值達(dá)到最大值“9”時，向十位計數(shù)器輸送1個進位，當(dāng)十位計數(shù)器達(dá)到“5”時，同時個位計數(shù)器達(dá)到“9”時，向分計時電路輸出1個CP脈沖，并將計數(shù)器清零。 分計時器：接收秒計時電路送來的CP脈沖信號，當(dāng)個位計數(shù)值達(dá)到最大值“9”時，向十位計數(shù)器輸送1個進位，當(dāng)十位計數(shù)器達(dá)

6、到“5”時，同時個位計數(shù)器達(dá)到“9”時，向計時電路輸出1個CP脈沖，并將計數(shù)器清零。時計時電路：接收分計時電路送來的CP脈沖信號，當(dāng)個位計數(shù)值達(dá)到最大值“9”時，想十位計數(shù)器輸送1個CP脈沖，當(dāng)十位計數(shù)器達(dá)到“2”，同時個位計數(shù)值為“3”時，將計數(shù)器清零?？刹捎?6進制計數(shù)器74161和10進制計數(shù)器74160來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。從74LS161功能表功能表中可以知道，當(dāng)清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q4、Q3、Q2、Q1立即為全“0”，這個時候為異步復(fù)位功能。當(dāng)CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上升沿作用后，74LS161輸出端Q4、Q3、Q2、Q1 7段數(shù)碼管的狀態(tài)分別與并

7、行數(shù)據(jù)輸入端P4，P3，P2，P1的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當(dāng)CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q1·Q2·Q3·Q4·CET。圖8為74LS161構(gòu)成的10進制計數(shù)器： 秒脈沖信號圖8 74LS161構(gòu)成的10進制計數(shù)器（3）數(shù)碼管與譯碼器計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計以8421BCD碼的形式輸出，用7448七段顯示譯碼器與數(shù)碼管相連構(gòu)成顯示器，如圖9所示： 計數(shù)器5V高電平圖9 顯示電路圖2、直流穩(wěn)壓電源先用變壓器實現(xiàn)降壓；再通過橋式整流電路，實現(xiàn)整流；然后經(jīng)

8、過2.2mf電容，實現(xiàn)濾波；最后通過三端穩(wěn)壓器7805，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出+5V電壓。穩(wěn)壓器上加上二極管起到保護電路的作用，為了減少紋波電壓，在控制端加上電容C7。穩(wěn)壓電源電路圖如圖10所示：圖10 穩(wěn)壓電源電路圖3、客房服務(wù)控制本電路是通過用控制燈來顯示“請勿打擾”，“請即清理”這幾項功能。電路中連入5v穩(wěn)壓電源，用單刀雙擲開關(guān)來控制燈亮滅。平時開關(guān)朝向“請勿打擾”，只有當(dāng)需要時才朝向“請即清理”。電路如圖10所示： 圖11 客房服務(wù)控制電路圖4、 客房照明控制客房照明系統(tǒng)，直接5v直流電壓與燈泡相連實現(xiàn)客房照明，用開關(guān)進行控制。電路如圖12所示：圖12 客房照明控制電路圖四、性能的測試1、數(shù)字時

9、鐘性能測試 圖13 數(shù)字鐘性能測試圖 通過運行，由圖13可知數(shù)字鐘顯示的時間為11時16分52秒。2. 穩(wěn)壓電源測試仿真可知輸出電壓為直流穩(wěn)壓電4.999v。穩(wěn)壓電源測試圖如圖14所示：圖14 穩(wěn)壓電源測試圖3、客房服務(wù)控制 客房服務(wù)控制測試圖如圖15，圖中顯示為請即清理。圖15 客房服務(wù)控制測試圖4、客房照明控制 客房照明服務(wù)控制如圖16，圖中4個燈泡顯示狀態(tài)為亮。圖16 客房照明服務(wù)控制測試圖5、 結(jié)論實驗結(jié)果完全符合課設(shè)的設(shè)計要求，系統(tǒng)可以穩(wěn)定的實現(xiàn)24小時可控數(shù)字時鐘的顯示，客房服務(wù)控制，客房照明控制等功能。6、 性價比本電路采用的是最基本的電子元器件并且都可以在世面上買到，而且都不貴

10、。本課設(shè)的電路原理簡單，易于理解，操作方便。7、 課設(shè)體會及合理化建議通過這次課設(shè)，我對很多的數(shù)模電器件的工作原理及應(yīng)用有了進一步的了解，在這幾天的課設(shè)里，我查閱了很多書籍，學(xué)會了許多課本上沒有學(xué)過的東西，感覺這次課設(shè)給了我一個與具體實際相接處的機會，以前在課本上學(xué)習(xí)的知識感覺很枯燥，也不知道將來能否用得上，但是，經(jīng)過這次課設(shè)我接觸到了一些與實際相關(guān)的知識，通過解決課設(shè)的題目，我才感覺到學(xué)習(xí)書本上的知識是多么的重要，只有掌握了書本上的基礎(chǔ)知識才能更好的解決實際問題。通過這次課設(shè)我對以前學(xué)過的相關(guān)知識又復(fù)習(xí)了一遍，特別是數(shù)模電的相關(guān)知識有了進一步的了解，提高了動手能力。參考文獻(xiàn)1閻石主編. 數(shù)字

11、電子技術(shù)M.北京：高等教育出版社，2006年2童詩白、華成英主編者. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：高等教育出版社，2006年附錄II 元器件清單序號編號名稱型號數(shù)量1V1 交流電源220v12D3燈泡5v13D4燈泡5v14D5燈泡5v15D6燈泡5v16 C1 電容 10uF17 C2 電容 10nF18 C3 電容 10uF19 C4 電容 10nF110 C5 電容 2.2mF111 C6電容 47uF112 C7電容 100uF113DS1，DS2，DS3，DS4，DS4，DS6數(shù)碼管DPY_7-SEG614U7，U8，U9，U1016進制計數(shù)器74LS161415U11，U1210進制計數(shù)器 74LS160216U1，U2，U3，U4，U5，U6譯碼器7448417U13A,U14A,U15A,U16A 與非門 74LS00418U17A三輸入與非門74LF10119U18，U19