免費(fèi)數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)(一)信息工程

1、免費(fèi)數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)(一)信息工程 2013-05-23 01:29導(dǎo)讀：電子信息工程論文畢業(yè)論文，免費(fèi)數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)(一)信息工程畢業(yè)論文在線閱讀，教你怎么寫，格式什么樣，提供各種參考范例：前 言&nbs前 言 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，大力地推動(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)一步改善，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏越來越快。作為電子專業(yè)的在校大學(xué)生為適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，更早更好地掌握所學(xué)知識(shí)，應(yīng)用于實(shí)踐顯得尤為必要。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)代社會(huì)，擁有一門拿手的技能是今后生存最起碼的保障。開展課程設(shè)

2、計(jì)利用課余時(shí)間強(qiáng)化我們的專業(yè)技能，在目前教育形式下是我們?cè)谛４髮W(xué)生與今后工作接軌的很好方式。在未踏入社會(huì)走入工作崗位之前，初步了解產(chǎn)品的制作流程對(duì)日后的更好更快地進(jìn)入工作角色具有很好的促進(jìn)作用。本設(shè)計(jì)說明書嚴(yán)格按照課題設(shè)計(jì)要求編寫，編寫過程當(dāng)中得了老師、同學(xué)的大力支持，在此一并表示衷心的感謝。由于水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，敬請(qǐng)大家予以指教,提出寶貴的意見.設(shè)計(jì)任務(wù)書功能要求時(shí)鐘功能：具有24小時(shí)計(jì)時(shí)方式，顯示時(shí)、分、秒。整點(diǎn)報(bào)時(shí)：在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出500HZ音頻信號(hào)，在59分59秒時(shí)輸出1000HZ信號(hào)，音響持續(xù)1000HZ。計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度：每天計(jì)時(shí)誤差不超過10

3、S。具有校時(shí)功能。設(shè)計(jì)步驟要求擬定數(shù)字鐘電路的組成框圖，要求能實(shí)現(xiàn)所有功能，使用的元器件少，成本低。設(shè)計(jì)并安裝電路，要求布線整齊、美觀，便于級(jí)聯(lián)和調(diào)試。測(cè)試數(shù)字鐘系統(tǒng)的邏輯功能，滿足各項(xiàng)功能要求。畫出整機(jī)邏輯電路圖。寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。 簡述心得與體會(huì)。目錄心得與體會(huì) 14鳴謝14附錄1.原理圖和PCB圖152.元件清單16參考文獻(xiàn) 17摘 要 本文利用數(shù)字電路知識(shí)設(shè)計(jì)數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)計(jì)時(shí)、整點(diǎn)報(bào)時(shí)、校時(shí)功能。整個(gè)設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)分為4個(gè)模塊，即計(jì)數(shù)模塊、較時(shí)模塊、報(bào)時(shí)模塊以及顯示模塊。利用555芯片構(gòu)成振蕩電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)經(jīng)分頻器分頻獲得時(shí)基脈沖和報(bào)時(shí)脈沖。再經(jīng)計(jì)數(shù)器和譯

4、碼器構(gòu)成系統(tǒng)的主體電路，在主體電路的基礎(chǔ)上增加相應(yīng)邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)成報(bào)時(shí)電路和校時(shí)電路。 關(guān)鍵字：脈沖 計(jì)數(shù)器 分頻器 報(bào)時(shí) 校時(shí) 第1章 電路設(shè)計(jì)原理與實(shí)驗(yàn)電路數(shù)字電子鐘由555組成的多諧振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器顯示器和校時(shí)電路組成。振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào),作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn),然后經(jīng)過分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位,分計(jì)數(shù)器滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位,小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)。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)誤差時(shí),可以用校時(shí)電路校時(shí)、校分、校秒。11設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1、設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示且有校時(shí)功

5、能的電子鐘。 2、用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，自行組裝、調(diào)試。 3、畫出框圖和邏輯電路圖。 4 、功能擴(kuò)展： (1)整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出750Hz音頻信號(hào)，在59分59秒時(shí)，輸出1000Hz信號(hào)，音響持續(xù)1秒，在1000Hz音像結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。（2）在計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)能通過校時(shí)電路進(jìn)行校正。12計(jì)時(shí)器的特點(diǎn)及其應(yīng)用本數(shù)字鐘能清晰地顯示時(shí)、分、秒之間的相互變化，并具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)和手動(dòng)較時(shí)的功能，主要用于一般的生活計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)精度高。整個(gè)系統(tǒng)集成化程度高，電路結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，模塊化明顯，是提高課堂學(xué)習(xí)效果的一個(gè)很好實(shí)例。數(shù)字鐘的制作能將所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)很好地應(yīng)用于實(shí)際制

6、作當(dāng)中。具有很高教學(xué)意義。1.3 設(shè)計(jì)方案 如圖1.1所示，數(shù)字鐘電路電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。其中，主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。該系統(tǒng)的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定高頻脈沖信號(hào)，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“24翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)可以用校時(shí)電路進(jìn)行較時(shí)、校分、校秒。擴(kuò)展電路必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行功能擴(kuò)展。 數(shù)字鐘的邏輯框圖如圖1.2所示。它由振蕩器、分頻器計(jì)數(shù)器、譯碼器顯示器和校時(shí)電路組成

7、。圖1.2 數(shù)字鐘邏輯框圖的低頻脈沖,調(diào)節(jié)電位器RV1可得到任意頻率的脈沖(主要用于調(diào)試階段)。振蕩頻率f0=1KHz，電路參數(shù)如圖1.3所示。圖1.3 555振蕩器電路同時(shí)為了緩解開關(guān)S1或 S2為“0”或“1”時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，需在開關(guān)處各并接一電容。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。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)。通過開關(guān)控制，使計(jì)數(shù)器對(duì)1HZ的校時(shí)脈沖計(jì)數(shù)。1.46 報(bào)時(shí)電路的設(shè)計(jì) 每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快要到正點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲響，按照4低音1高音的頻率發(fā)出間斷聲響，前4低音聲響頻率為500HZ，后1高音聲響頻率為1000HZ。

8、并以最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻為正點(diǎn)時(shí)刻。本設(shè)計(jì)中，報(bào)時(shí)電路采用TTL與非門。報(bào)時(shí)電路如圖1.5所示。4聲低音分別發(fā)生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲高音發(fā)生在59分59秒，聲響均持續(xù)1秒。如表1.2所示。由表可得式1.1。只有當(dāng)分十位的Q2M2Q0M2=11，分個(gè)位的Q3M1Q0M1=11，秒個(gè)位的Q2S2Q0S=11及秒個(gè)位的Q0S1=1時(shí)，音響電路才能工作。第2章 電路板的制作及電路焊接與調(diào)試2.1 電路板的制作利用protel軟件將已仿真成功后的數(shù)字鐘邏輯框圖繪制成原理圖和PCB圖。制作過程如下。1、原理圖的繪制2、ERC檢查3、生成網(wǎng)絡(luò)表4、導(dǎo)入PCB5、轉(zhuǎn)印PCB圖6、

9、腐蝕銅板7、鉆孔。原理圖和PCB圖見附錄所示。注意事項(xiàng)：制作PCB圖時(shí)，元器件的封裝必須與元器件的實(shí)際封裝相一致，否則將給后面元器件的安裝造成很大的麻煩，甚至?xí)拐麄€(gè)電路板報(bào)廢；轉(zhuǎn)印PCB圖時(shí)，兩面的導(dǎo)線過孔一定要對(duì)整齊；腐蝕銅板時(shí)要注意不斷攪拌溶液，以免斷線。2.2 電路安裝電路的安裝分三步進(jìn)行：元件測(cè)試，元件焊接，系統(tǒng)檢查。 1、元件測(cè)試 全部元件在安裝前都要進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容及要求如表2.1所示。元器件名稱測(cè)試內(nèi)容及要求二極管正向電阻、極性標(biāo)志是否正確三極管判斷極性及類型電解電容是否漏電，極性是否正確電阻阻值是否合格電位阻值是否線性變化且在要求范圍內(nèi)數(shù)碼顯示管判斷各引腳的對(duì)應(yīng)的顯示字段芯

10、片測(cè)量各引腳是否有短路現(xiàn)象開關(guān)通斷是否可靠插頭及軟線接線是否可靠表2.1 元器件測(cè)試2、元件的焊接在焊接元器件前應(yīng)先將過孔導(dǎo)線連接好。焊接過程按不同的元件分類進(jìn)行焊接，先將小元件或易于焊接的元器件焊接到銅板上，再進(jìn)行芯片的或難焊接的元件的焊接。為確保焊接質(zhì)量高，焊接過程應(yīng)注意以下事項(xiàng)。1）、焊點(diǎn)應(yīng)該接觸良好，保證被焊件間能穩(wěn)定可靠地通過一定的電流。2）、避免虛焊的發(fā)生。3）、焊點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。4）、焊點(diǎn)表面應(yīng)美觀，不應(yīng)出現(xiàn)棱角或拉尖現(xiàn)象。5）、焊接時(shí)間的選擇。在焊接溫度確定之后，應(yīng)根據(jù)潤濕狀態(tài)來決定焊接時(shí)間的長短。時(shí)間太短，錫焊不足以潤濕；時(shí)間太長，有損傷元器件和印制板的危險(xiǎn)。通常焊接在

11、1.54s之間，且對(duì)同一個(gè)焊點(diǎn)應(yīng)斷續(xù)焊接，而不能連續(xù)焊接。 一般焊接分五步法進(jìn)行焊接。a)、準(zhǔn)備。將被焊件固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，將焊料、電烙鐵等準(zhǔn)備好放入方便使用的地方，進(jìn)入可焊狀態(tài)。b)、用烙鐵頭加熱被焊件。c)、 送入焊料。被焊件經(jīng)過加熱達(dá)到一定溫度后，立即將左手握著的焊料送入到被焊件和烙鐵頭的連接點(diǎn)上熔化適量的焊料。 d)、移開焊料。當(dāng)焊料溶化一定量之后，迅速移開焊料。e)、移開電烙鐵。當(dāng)焊接流動(dòng)擴(kuò)散覆蓋整個(gè)焊點(diǎn)后，迅速移開電烙鐵。移開烙鐵的方向以45o角度的方向移開。注意：完成第五個(gè)步驟后,焊料尚未凝固以前,不能改變被焊件的位置,因?yàn)楹噶衔茨糖?如果被焊件的相對(duì)位置發(fā)生改變,可能出現(xiàn)虛焊

12、.2.3電路的調(diào)試接通電源查看數(shù)碼管顯示狀況，看是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。若出現(xiàn)錯(cuò)誤，則需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試步驟如下： 1、 接通電源逐級(jí)調(diào)試。先檢查各芯片的電源線是否接上，并保證有正常的工作電壓。2、 用萬用表在U23（74LS 2013-05-23 01:29導(dǎo)讀：能正常六十進(jìn)制，則需檢查產(chǎn)生清零信號(hào)的74LS92芯片工作是否正常。 4、觀察校時(shí)電路的功能是否滿足校時(shí)要求，如果不正常，則需檢查74LS92及74LS00芯片。能正常六十進(jìn)制，則需檢查產(chǎn)生清零信號(hào)的74LS92芯片工作是否正常。4、觀察校時(shí)電路的功能是否滿足校時(shí)要求，如果不正常，則需檢查74LS92及74LS00芯片。5、將時(shí)間調(diào)整到5

13、9min50s，觀察報(bào)時(shí)電路能否準(zhǔn)確報(bào)時(shí)。如果不正常，則需檢查相應(yīng)的74LS90芯片。6、整機(jī)聯(lián)調(diào)，使數(shù)字電子時(shí)鐘正常工作。心得與體會(huì)通過這次設(shè)計(jì)，我好好的錘煉了我的耐性。通過了幾個(gè)星期的努力，我終于完成了這次數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中由于自己的耐性缺乏，導(dǎo)致設(shè)計(jì)多次中止進(jìn)行，而且遇到的問題也不少。在完成課程設(shè)計(jì)，我收獲了很多。熟悉了WORD的一些不常用的基本操作，掌握了數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法，掌握了數(shù)字鐘的主要性能參數(shù)及其測(cè)量方法，進(jìn)一步對(duì)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)有了更深一層的了解。通過仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了EWB軟件，加深了由電路原理圖生成PCB，然后再生成實(shí)物的一般過程。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我意識(shí)到了自己

14、的很多方面的不中。學(xué)習(xí)上的不足都是由于自己上課不夠認(rèn)真聽講及課后沒有再去鞏固引起的。這門課程，就我自己的學(xué)習(xí)情況而言，我是一個(gè)容易學(xué)懂的同時(shí)也是一個(gè)容易記忘記的我，所以在學(xué)習(xí)后面章節(jié)的時(shí)個(gè)，前面的東西忘記了不少，甚至有點(diǎn)與前面的內(nèi)容結(jié)合不起來。鳴謝：首先我非常感謝學(xué)校給我們這次動(dòng)手的機(jī)會(huì)，為我們以后的課程設(shè)計(jì)和電子電工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)感謝指導(dǎo)老師（*老師）的耐心指導(dǎo)；同樣我們要感謝實(shí)驗(yàn)室值班老師為我們提供實(shí)驗(yàn)基地，并解答我們所遇到的疑問，能夠讓我們順利的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也感謝幫助過我們的同學(xué)們。2.數(shù)字鐘元件清單元件名稱規(guī) 格數(shù) 量 74LS48七段譯碼器6片74LS90計(jì)數(shù)器5片74LS92計(jì)數(shù)器2片74LS191計(jì)數(shù)器1片74LS20四輸入與非門1片74LS04非門4片74LS00二輸入與非門4片555觸發(fā)器1片三極管NPN1個(gè)蜂鳴器1個(gè)電位器1