數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程

1、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作一、設(shè)計(jì)指標(biāo)1. 顯示時(shí)、分、秒。2. 可以 24 小時(shí)制或 12 小時(shí)制。3. 具有校時(shí)功能，可以對(duì)小時(shí)和分單獨(dú)校時(shí)，對(duì)分校時(shí)的時(shí)候，停止分向小時(shí) 進(jìn)位。校時(shí)時(shí)鐘源可以手動(dòng)輸入或借用電路中的時(shí)鐘。4. 具有正點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，正點(diǎn)前 10秒開始，蜂鳴器 1秒響 1秒停地響 5次。（選 做）5. 為了保證計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)。二、設(shè)計(jì)要求1. 畫出總體設(shè)計(jì)框圖， 以說(shuō)明數(shù)字鐘由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊組成， 標(biāo)出各 個(gè)模塊之間互相聯(lián)系，時(shí)鐘信號(hào)傳輸路徑、方向和頻率變化，并以文字對(duì)原 理作輔助說(shuō)明。2. 設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明。3. 選擇合

2、適的元器件， 并選擇合適的輸入信號(hào)和輸出方式， 在面包板上接線驗(yàn) 證、調(diào)試各個(gè)功能模塊的電路。在確保電路正確性的同時(shí)，輸入信號(hào)和輸出 方式要便于電路的測(cè)試和故障排除。 （也可選用 Mutisim 仿真）4. 在驗(yàn)證各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電路的元器件和布線，進(jìn)行合理布局， 進(jìn)行整個(gè)數(shù)字鐘電路的接線調(diào)試。三、制作要求 自行在面包板上裝配和調(diào)試電路， 能根據(jù)原理、 現(xiàn)象和測(cè)量的數(shù)據(jù)檢查和發(fā) 現(xiàn)問(wèn)題，并加以解決。四、設(shè)計(jì)報(bào)告要求1. 格式要求（見(jiàn)附錄 1）2. 內(nèi)容要求 設(shè)計(jì)指標(biāo) 畫出設(shè)計(jì)的原理框圖，并要求說(shuō)明該框圖的工作過(guò)程及每個(gè)模塊的功能。 列出元器件清單，并畫出管腳分配圖和芯片引腳圖。 畫出

3、各功能模塊的電路圖，加上原理說(shuō)明（如2、5 進(jìn)制到 10 進(jìn)制轉(zhuǎn)換，10 進(jìn)制到 6 進(jìn)制轉(zhuǎn)換的原理，個(gè)位到十位的進(jìn)位信號(hào)選擇和變換等） 。 畫出總布局接線圖（集成塊按實(shí)際布局位置畫，關(guān)鍵的連接應(yīng)單獨(dú)畫出， 計(jì)數(shù)器到譯碼器的數(shù)據(jù)線、譯碼器到數(shù)碼管的數(shù)據(jù)線可以簡(jiǎn)化畫法，但集 成塊的引腳須按實(shí)際位置畫，并注明名稱） 。 數(shù)字鐘的運(yùn)行結(jié)果和使用說(shuō)明。 設(shè)計(jì)總結(jié)：設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法；設(shè)計(jì)過(guò)程中的心得體會(huì)； 對(duì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方式等提出建議。五、儀器與工具1. 直流電源 1 臺(tái)。2. 四連面包板 1 塊。3. 數(shù)字示波器（每?jī)扇?1 臺(tái)）4. 萬(wàn)用表（每班 2 只）。5. 鑷子 1 把。6.

4、 線剝鉗 1 把。7. 斜口鉗 1 把。8. 螺絲刀 2 把。六、器件與連線1. 共陽(yáng)八段數(shù)碼管 6 個(gè)。2. 74LS51 集成塊 1 塊。3. 74LS47 集成塊 6 塊。4. 74LS74 集成塊 1 塊。5. 74LS390 集成塊 3 塊。6. 74LS08 集成塊 1 塊。7. 74LS00 集成塊 2 塊。8. CD4060集成塊1塊。9.10MD電阻5個(gè)。10.470 Q電阻6個(gè)。11.30p 電容2個(gè)。12.時(shí)鐘晶體1個(gè)。13.單股線1米（每人）。七、兀器件資料（詳見(jiàn)附錄 2）(1) 74HC00D( 2)74LS08 74HC390D(4)74HC51D CD406074

5、LS7474LS47（7）數(shù)碼管八、組成框圖九、各功能模塊電路（仿真詳見(jiàn)附錄 3）Ag |fe d C dp4060構(gòu)成脈沖發(fā)生及分頻電路 74LS47構(gòu)成譯碼驅(qū)動(dòng)電路 校時(shí)電路（分校時(shí)時(shí)，不會(huì)進(jìn)位到小時(shí)）十、總設(shè)計(jì)電路圖（見(jiàn)附錄 4）十一、注意事項(xiàng)1. 要求學(xué)生根據(jù)原理和芯片引腳圖，分功能設(shè)計(jì)原理圖，并根據(jù)接線順序分步驟驗(yàn)證。2. 容易出現(xiàn)故障為接觸不良。a）集成塊引腳方向預(yù)先彎好對(duì)準(zhǔn)面包板的金屬孔，再小心插入。b）導(dǎo)線的剝線長(zhǎng)度與面包板的厚度相適應(yīng)（比板的厚度稍短） 。c）導(dǎo)線的裸線部分不要露在板的上面，以防短路。d）導(dǎo)線要插入金屬孔中央。3. 按照原理圖接線時(shí)首先確?？煽康碾娫春徒拥亍?

6、. 注意芯片的控制引腳必須正確接好。5. 檢查故障時(shí)除測(cè)試輸入、輸出信號(hào)外，要注意電源、接地和控制引腳。6. 要注意芯片引腳上的信號(hào)與面包板上插座上信號(hào)是否一致 （集成塊引腳與面 包板常接觸不良） 。7. 為了便于測(cè)試，可將 2Hz 信號(hào)直接輸入到各級(jí)計(jì)數(shù)器。8. 接校時(shí)電路時(shí)可接模擬信號(hào)輸入（如 1Hz和2Hz）測(cè)試輸出信號(hào)的切換正確 后，再將秒進(jìn)位和分進(jìn)位信號(hào)接到校時(shí)電路，再接校時(shí)電路輸出到分計(jì)數(shù)器 和時(shí)計(jì)數(shù)器。從較時(shí)電路接入信號(hào)時(shí)，必須將原進(jìn)位信號(hào)拔掉。 十二、設(shè)計(jì)日程安排3月 7日（06級(jí) 4、5班） /3 月14日（06級(jí)6、7班）：1. 分發(fā)儀器、工具、器件。2. 講解總體設(shè)計(jì)的過(guò)

7、程， 明確數(shù)字鐘實(shí)現(xiàn)的功能， 由哪些相對(duì)獨(dú)立的功能模塊 組成，各個(gè)模塊之間互相聯(lián)系，時(shí)鐘信號(hào)傳輸路徑、方向和頻率變化。3. 講解面包板的結(jié)構(gòu)和使用方法，連接導(dǎo)線的要點(diǎn)，包括導(dǎo)線剝線頭、插線方 法、要求，檢查面包板， 如面包板中的導(dǎo)電銅片變形或移位， 更換導(dǎo)電銅片。4. 七段數(shù)碼引腳排列測(cè)試， 驗(yàn)證每段顯示為一個(gè)發(fā)光二極管， 同時(shí)完成對(duì)每個(gè) 數(shù)碼管的檢查。5. 分功能講解各個(gè)模塊功能實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)，搭建實(shí)際電路一個(gè)個(gè)驗(yàn)證 （ 在接線時(shí)注意合理布線和接線的可靠性 ） ，或選用 Multisim 軟件仿真驗(yàn)證。(1) 數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動(dòng)電路接線、測(cè)試、譯碼器控制功能測(cè)試(手工輸入測(cè)試 電平)。除了進(jìn)一

8、步熟悉原理外，主要練習(xí)接線合理布局，走線整齊、美觀， 用手指觸動(dòng)導(dǎo)線時(shí)也能正常工作。 可以靜態(tài)顯示學(xué)號(hào)的后幾位。 然選一個(gè)可 正常工作的譯碼、顯示電路，分別測(cè)試譯碼器的 3 個(gè)控制引腳的作用。(2) 晶體震蕩電路接線、測(cè)試(用示波器測(cè)量 4060 輸入時(shí)鐘，每一路分頻輸出 的頻率)。5 進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線，輸入用 4060的2Hz,輸出用數(shù)碼管顯示。(4) 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試。(5) 6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試(在 10 進(jìn)制基礎(chǔ)上改) 。(6) 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器接線、測(cè)試。(7) 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器、測(cè)試(在 60 進(jìn)制基礎(chǔ)上改) 。(8) 校時(shí)電路接線，用示波器觀察電路的信號(hào)選擇功能。5. 在熟悉各個(gè)功能模塊基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)總體框圖的理解，設(shè)計(jì)總接線圖。3月7日( 06級(jí)4、5班)/3 月15日(06級(jí)6、7班)：6. 根據(jù)總接線圖各種元器件數(shù)量、連線，在面包板上確定所有元器件布局。7. 按以下順序接線：晶體震蕩、秒電路、分電路、