數(shù)字鐘兼鐘控定時器的設(shè)計

1、 數(shù)字鐘兼鐘控定時器第1章 概述1.1 課題背景由于我門學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)等課程，另外還做過模擬、數(shù)字電子技術(shù)等實踐訓(xùn)練。為了達到設(shè)計要求，所以根據(jù)自己掌握的數(shù)字電路知識，再結(jié)合其他專業(yè)課知識，我選擇了數(shù)字電子鐘兼鐘控定時器這個題目。在制作這個電路的基礎(chǔ)上可以看出自己對數(shù)字電路及其它專業(yè)課的掌握程度，因而很適合畢業(yè)設(shè)計的題目要求。再者數(shù)字電子鐘在我們的實際生活中經(jīng)常見到，它的精度、穩(wěn)定性遠遠超過了機械鐘表，因此得到了廣泛的使用。1.2 發(fā)展現(xiàn)狀隨著社會的進步，信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品的技術(shù)含量也越來越來高，數(shù)字電子技術(shù)的掌握和發(fā)展是對新知識新技術(shù)接軌的一種直接途徑；再加上定時器部分自

2、動設(shè)置的結(jié)合可以說這也是一個現(xiàn)代化產(chǎn)品。雖然現(xiàn)在它的技術(shù)含量并不高，但我相信通過努力創(chuàng)新和不斷的改進與改裝，也將會成為一種實用性強、水平高的產(chǎn)品。可以知道數(shù)字電子鐘兼鐘控定時器這是以社會生活相接軌的課題，因此它會得到社會的認可和使用。第2章 設(shè)計工具的簡介2.1 Protel DXP簡介隨著科技與技術(shù)的發(fā)展，手工制作印制板逐漸被軟件代替了。Protel DXP就取代了在電子行業(yè)的手工印制板，Protel DXP功能具有：電路原理圖的設(shè)計，原理圖元件編輯器，印制電路板設(shè)計編輯器，印制電路板元件封裝編輯器，印制板打印編輯器等等。它是第一個將所有設(shè)計工具集成于一身，完成電路原理圖到最終印制電路板設(shè)計

3、全過程的應(yīng)用型軟件，成為當(dāng)今最為流行的電路設(shè)計制版軟件。2.2 數(shù)字電子技術(shù)簡介數(shù)字電子技術(shù)是一門發(fā)展迅速、實踐性和應(yīng)用性很強的技術(shù)。數(shù)字電子技術(shù)內(nèi)容包括數(shù)制和碼制、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)知識、邏輯門電路、集成觸發(fā)器和脈沖信號的產(chǎn)生和整形等。還包括內(nèi)容有組合邏輯電路、時序邏輯電路、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器、半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件，介紹了中規(guī)模集成電路的邏輯功能及其擴展運用，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識正確選擇集成器件進行邏輯設(shè)計和解決較復(fù)雜問題的能力。第3章 基本原理與方案設(shè)計3.1 基本原理數(shù)字電子鐘一般由六個部分組成，其中振蕩器和分頻器組成標準的秒信號發(fā)生器，由不同進制的計數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計

4、時系統(tǒng)。秒信號送入計時器進行計數(shù)，把累計的結(jié)果以“時”、“分”、“秒”的十進制數(shù)字顯示出來?！皶r”顯示由二十四進制計數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成，“分”、“秒”顯示分別由六十進制計數(shù)器、譯碼器和顯示器構(gòu)成。3.2 方案設(shè)計 3.2.1 方案一分析數(shù)字電子鐘的原理，可分為以下幾個模塊進行設(shè)計：60Hz標準脈沖發(fā)生器：60Hz標準脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得60Hz的標準秒脈沖。計數(shù)譯碼顯示:秒、分、時分別為六十、六十、二十四進制，可以采用同步或異步中規(guī)模計數(shù)器完成。 譯碼采用4/7譯碼器驅(qū)動共陽極數(shù)碼管。校正電路：由于

5、走時不準確而造成顯示的時間快或慢，就要對表進行校準。這一功能利用手動單脈沖或連續(xù)脈沖對其進行校準。整點報時電路：當(dāng)數(shù)字鐘顯示59min變?yōu)?0min時，開始整點報時。定時定鬧電路：如定開時間到，則繼電器開觸點閉合，如定關(guān)時間到，則繼電器常開觸點斷開。其原理框圖如圖3.2.1所示。振蕩器可采用集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器，或者石英晶體振蕩器；分頻器可以采用CD4060通用型集成電路產(chǎn)生標準的分頻信號；可以采用4片雙十進制計數(shù)器74LS390構(gòu)成8位十進制計數(shù)器，采用74LS48組成譯碼驅(qū)動電路。 3.2.2 方案二根據(jù)設(shè)計任務(wù)和原理，數(shù)字鐘可用中小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集時

6、 顯示器分顯示器秒顯示器 時譯碼器分譯碼器秒譯碼器正點報時電路 時計數(shù)器 分計數(shù)器秒計數(shù)器 校正定時電路振蕩器分頻電路 圖3.2.1 數(shù)字鐘兼鐘控定時器方案一框圖成電路制作。數(shù)字鐘專有集成電路有多種，有的沒有定時功能，有的只有單定時功能。而本課題要求具有雙定時功能，通過查找資料可知，可以選用集成電路LM8364較為合適。 其原理框圖如圖3.2.2所示：LED顯示器時 鐘 I C整點報時電路 60Hz信號產(chǎn)生電路 定時定鬧電路控制電路 圖3.2.2 數(shù)字鐘兼鐘控定時器方案二框圖LM8364除了用做數(shù)字鐘外，還可兼做鐘控定時器。這種鐘控定時器具有24h任意時間開、任意時間關(guān)、1h定時輸出等功能，適

7、合家庭某些電器每天一次的自動控制。數(shù)字鐘由60Hz信號產(chǎn)生電路、時鐘IC、LED顯示、整點報時電路、定時定鬧電路、控制電路等組成。3. 3 方案論證與比較數(shù)字鐘可用中小規(guī)模集成電路制作，也可用大規(guī)模集成電路制作。若用方案一的中小規(guī)模集成電路制作，至少需要震蕩器、分頻器、計數(shù)器、顯示器等電路，所用的元器件較多，僅計數(shù)器就需要好多塊，雖然原理簡單，但所畫出的原理圖比較復(fù)雜，功能單一。如果用方案二中的 LM8364設(shè)計數(shù)字鐘兼鐘控定時器，其電路較為簡單，而且實用可靠，走時準確，制作容易。如果僅顯示時間之用，只需振蕩器、時鐘集成電路和顯示器就能實現(xiàn)。因此本課題采用方案二中的時鐘專用大規(guī)模集成電路來設(shè)計

8、制作。 第4章 核心器件介紹4.1 LM8364簡介LM8364是日本三洋公司的產(chǎn)品，是采用PMOS工藝制成的大規(guī)模集成電路，電源電壓范圍寬（直接驅(qū)動LED顯示，電源為6.516V，驅(qū)動熒光數(shù)碼管顯示，電源為6.521V）。LM8364的引腳如圖4.1.1所示。LM8364具有如下特點：除實時顯示“時/分”外，還可顯示“月/日” ；可按12h或24h方式工作，12h系統(tǒng)帶有AM/PM顯示；可設(shè)置兩個報警輸出；有減法計時的定時功能，最大定時59min；在出現(xiàn)電源斷電等故障時可全位“閃爍”顯示。4.2 LM8364內(nèi)部電路框圖1 42 2 413 404 395 386 377 368 359 3

9、4 10 3311 3212 3113 3014 2915 2816 2717 26 18 2519 2420 23 21 22CR輸入 報警1輸出（定開輸出）PM輸出 AM輸出1 Hz輸出 10小時b和c24/12小時選擇 f（定開輸入）報警1顯示輸入 g50/60Hz選擇 a50/60Hz輸入 b小時調(diào)小時 d調(diào)分鐘 c秒顯示輸入 e（定關(guān)輸入）報警2顯示輸入 f到計時顯示輸入 gVSS a與d10分報警1關(guān)閉輸入 b到計時輸出 e報警2關(guān)閉輸入 c（定關(guān)輸出）報警2輸出 分f打盹輸入/顯示月日 分gVDD 分a分c 分b分d 分e圖4.1.1 LM8364的引腳圖LM8364內(nèi)部電路復(fù)雜

10、，由振蕩器、分頻器、加計數(shù)器、減計數(shù)器、驅(qū)動電路等組成。LM8364內(nèi)部電路方框圖如4.2.1所示。4.3 LM8364的功能（1）1腳CR輸入：1腳輸入RC=150kW6800pF時，則產(chǎn)生f0=1600Hz的振蕩，經(jīng)內(nèi)部32級分頻后得到50Hz的時鐘信號；1腳輸入RC=130kW6800pF時，則產(chǎn)生f0=1920Hz的振蕩，經(jīng)內(nèi)部32分頻后得到60Hz的時鐘信號。用50Hz交流電源時，工頻50Hz可作為時鐘輸入。（2）4腳12/24小時選擇：懸空為12h工作，連接VDD為24小時（利用AM與PM及10小時b/c端。（3）6腳50/60Hz選擇：懸空時用60Hz工作，連接VDD時用50Hz

11、工作。（4）10腳秒顯示輸入：按S6，分鐘位置顯示秒數(shù)字（如圖4.3.1所示功能示意圖）。（5）18腳打盹輸入：按S7，顯示“月/日”，且使兩個報警輸出暫停10分鐘。（6）8腳調(diào)小時：按S2，可調(diào)小時。（7）9腳調(diào)分鐘：按S3，可調(diào)分鐘。（8）5腳定開輸入：按S1，顯示定開時間，同時按S2，可以調(diào)定開時間的“小時”時間；按S1的同時按S3，可以調(diào)定開時間的“分鐘”時間。 （9）11腳定關(guān)輸入：按S4，顯示定關(guān)時間，同時按S3，可以調(diào)倒計時時間。倒計時時間可設(shè)置為159min的某一數(shù)值。 （10）12腳倒計時輸入：按S5，顯示59min，同時按S3，可以調(diào)倒計時時間。倒計時時間可以設(shè)置為159m

12、in的某一數(shù)值。 （11）定開功能：到定開時間，42腳輸出高電平，此時若按打盹輸入S7，則42腳輸出變?yōu)榈纂娖?，維持10min后又變?yōu)楦唠娖健?2腳輸出的高電平維持59min后自動變?yōu)榈纂娖?。?dāng)42腳為高電平時，按報警1關(guān)閉輸入S8，42腳變?yōu)榈碗娖健＃?2）定關(guān)功能：到定關(guān)時間，17腳輸出高電平，此時若按打盹輸入S7，則17腳輸出變?yōu)榈纂娖?，維持10min后又變?yōu)楦唠娖健?7腳輸出的高電平維持59min后自動變?yōu)榈纂娖?。?dāng)17腳為高電平時，按報警2關(guān)閉輸入S9，17腳變?yōu)榈碗娖健＃?3）計時功能：按S5，15腳輸出高電平，到倒計時時間后，15腳輸出變?yōu)榈碗娖?。為配合LM8364，應(yīng)采用內(nèi)部為

13、共陰極且為單陰極連接的發(fā)光二極管顯示屏，共陰單陰LED顯示屏的第一腳為公共陰極。對于其余各腳，可自己測出對應(yīng)的字段。32級分頻振 蕩CR輸入12/24小時選擇月計數(shù)日計數(shù)50或60成 形50/60Hz輸入 50/60Hz選擇碼交換及輸出驅(qū)動分計數(shù)秒計數(shù)時計數(shù)秒10小時數(shù)字顯示報警輸出時報 警 比 較報警與倒計時電路報警1關(guān)小時數(shù)報警2關(guān)日字顯示打盹倒計時輸出月10分數(shù)報警1時計數(shù)報警1分計數(shù)字顯示報警1分數(shù)字報警2時計數(shù)報警2分計數(shù)倒計時減數(shù)器報警2顯示倒計時調(diào)計時調(diào)分鐘報警1顯示報警2顯示秒顯示到計時顯示圖4.2.1 LM8364內(nèi)部電路方框圖 LM8364 倒定 小 分 定 計開 時 鐘

14、關(guān) 時 5 8 9 11 12 10 18 14 16 19 13+VDDS1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 圖4.3.1 8364功能示意圖第5章 設(shè)計過程5.1 60Hz信號產(chǎn)生電路數(shù)字鐘走時是否準確在于60Hz信號的精確度。LM8364的第一腳可外接RC產(chǎn)生50/60Hz信號，用此方法精度較低。圖5.1.1所示的3種電路能產(chǎn)生60Hz精密信號。（a）圖的集成電路為MM5369；（b）圖用CD4060和與非們CD4012構(gòu)成，用MM5369電路雖然方便，但CD4060比MM5369更容易買到；（c）圖用CD4040和反相器組成，CD4040是12級脈動進位二進制分頻電路，

15、其12腳Q8輸出頻率f060.Hz，其誤差2.44210-4。本數(shù)字鐘采用（b）圖所示的電路作為時鐘信號。60Hz信號產(chǎn)生電路圖（a）60Hz信號產(chǎn)生電路圖（b）60Hz信號產(chǎn)生電路圖（c）圖5.1.1 60Hz信號產(chǎn)生電路CD4060為14位二進制串行計數(shù)器/分頻器，其內(nèi)部帶有振蕩器，可外接電阻和電容構(gòu)成RC振蕩器，也可以通過外接晶體構(gòu)成高精度的振蕩器。CD4060有14級計數(shù)器，但只引出10個輸出端。CD4060還有一個公共的清零端，只要在清零端加一個高電平或正脈沖，即可使計數(shù)器輸出全部為“0”電平，并迫使振蕩器停振。CD4060外接32768Hz的晶體和電阻產(chǎn)生32768Hz的振蕩信號，

16、經(jīng)內(nèi)部電路分頻后從13腳輸出64Hz的信號，從CD4060的第3，2，1，5，腳取出Q14（2Hz），Q13（4Hz），Q12（8Hz）,Q10(16Hz)四個信號，使其每半秒封鎖第2個與非門G2兩次（即每秒可去掉4個脈沖），從而輸出高精度的60Hz信號。其工作波形如圖5.1.2所示。 關(guān)于精密60Hz信號的產(chǎn)生電路，除了圖5.1.1所示的3種外，還有其他的電路形式，這里就不一一介紹了。64Hz Q9G1輸出16Hz Q108Hz Q124Hz Q132Hz Q14O1/4S圖.5.1.2 60Hz信號產(chǎn)生原理5.2 整點報時電路 當(dāng)數(shù)字鐘顯示59min變?yōu)?0min時，應(yīng)整點報時。根據(jù)分析，

17、十分位顯示數(shù)字2，3，4，5時，十分位的g段始終是亮的；十分位顯示數(shù)字0與1時，十分位的g段是滅的。因此十分位的g段由亮變滅只發(fā)生在59min變?yōu)?min時，這樣可用十分位的g段作為整點報時的觸發(fā)信號。數(shù)字鐘兼鐘控定時器原理圖如后附頁一所示，圖中沒標型號的二極管為IN4148，電解電容的耐壓為16V。整點報時由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路來控制。當(dāng)十分位的g段由亮變滅時，經(jīng)微分限幅后觸發(fā)IC1的第二腳，IC1的第三腳輸出高電平，觸發(fā)音樂片，奏響一手歌之后停止。由于第3腳的輸出接有光敏電阻，因此白天光敏電阻的阻值小可觸發(fā)音樂片，夜晚光敏電阻的阻值很大，不能觸發(fā)音樂片。沒有觸發(fā)時IC1的第二腳電壓大

18、雨VDD/3（由R1，VD1，R2決定），第3腳輸出低電平。假設(shè)忽略二極管VD1的壓降，根據(jù)IC1的第二腳電壓要求，應(yīng)滿足即2R1R2 取R2為51KW，但R1不能取值過大，否則整點將無法觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，這里取R1為30KW。R3與C2的取值應(yīng)保證輸出暫穩(wěn)態(tài)的時間tp小于音樂片一手歌的時間，這里取R3為30KW，C2為33mF/16V的電解電容（因電源為9V），則tp為 tp=1.1R3C2=1.1301033310-6=1.1S音樂片選擇HL9300F，R6選390W/ 1/4W，光敏電阻選擇暗電阻大雨10MW的元器件。5.3 定時鬧鐘電路根據(jù)雙定時功能，如定開時間到，則繼電器常開觸點閉合，

19、如定關(guān)時間到，則繼電器常開觸點斷開。定時定鬧電路應(yīng)為RS或JK觸發(fā)器，在整機電路圖中IC3A和IC3B構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，C8與R34組成微分電路（它們的取值要根據(jù)經(jīng)驗來定），從而保證電源接通瞬間或者非門IC3的第1腳為高電平，第3腳輸出低電平，三極管VT1截止，蜂鳴器不會向，繼電器不會吸合。當(dāng)定開定鬧的時間到時，數(shù)字鐘集成電路LM8364的第42腳輸出輸出高電平，使RS觸發(fā)器置高電平，IC3的第3腳輸出高電平，蜂鳴器響，繼電器吸合。當(dāng)定關(guān)時間到時，LM8364的第17腳輸出高電平，RS觸發(fā)器復(fù)位，VT1截止，繼電器斷開。倒計時：按S5 ，LM8364的第15腳輸出高電平，同時按S3，則調(diào)整倒

20、計時時間，第15腳輸出的高電平使VT1導(dǎo)通，繼電器吸合；當(dāng)?shù)褂嫊r時間到時，第15腳輸出低電平，繼電器斷開。5.4 誤報時控制電路VD11VD15和IC5及或非門是為了防止調(diào)整時間產(chǎn)生誤報時、繼電器誤動作或始終誤鬧。調(diào)小時/分鐘、調(diào)定開/定關(guān)時間、調(diào)倒計時時間可能會出現(xiàn)十分位的g段由亮變滅的情況。為了防止誤報時,調(diào)時間時,觸發(fā)IC5構(gòu)成的第二腳, 由IC5構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路的輸出反相后使IC1復(fù)位,從而不能觸發(fā)音樂片。調(diào)各種時間時可能經(jīng)過定開/定關(guān)的時間,為了防止蜂鳴器誤響或繼電器誤動作,調(diào)時間時, IC5第三腳輸出的高電平加到LM8364的第14腳和第16腳,從而保證定開輸出和定關(guān)輸出為低電平,

21、使VT1截止,保證繼電器不會誤動作,蜂鳴器不響。R32與R9的取值方法與R3與C2相同,此時暫穩(wěn)態(tài)的時間約取12min。整點報時和定鬧共用一個蜂鳴器,整點報時蜂鳴器唱歌,定鬧時蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲。第6章 原理圖與PCB板設(shè)計6.1 原理圖的設(shè)計根據(jù)對單元電路的分析和設(shè)計,我們可以設(shè)計出本課題的電路原理圖,因此采用Protel DXP設(shè)計軟件我們就可以很方便的畫出電路原理圖。但是在設(shè)計電路原理圖之前,必須按照規(guī)范的流程進行設(shè)計,掌握好相關(guān)的原理圖設(shè)計工具,并設(shè)置好相關(guān)的參數(shù),這樣才能方便快捷地設(shè)計出所需要的原理圖。原理圖如后附錄一所示。6.2 PCB板的設(shè)計由于此電路采用單面板制作, 所以我們用P

22、rtel DXP工具來設(shè)計生成PCB板, 其設(shè)計步驟為：(1)單擊File/New,新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫。(2)進入剛建立的數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行FileNew命令，從選擇原理圖編輯器需（schemati Document）圖標，雙擊該圖標，建立原理圖設(shè)計文檔。(3)雙擊文檔圖標，進入原理圖設(shè)計編輯器，完成原理圖設(shè)計。（需加載的:Miscellaneous.lib,路徑C:program filesDesign Exploer 99LibereySch文件夾）(4)使用Prtel 99的電器規(guī)則，執(zhí)行菜單命令ToolERC對畫好的電路原理圖進行電器規(guī)則檢查。若有錯誤情況進行改正。(5)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表可以生成具有元

23、件名、元件封裝、參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表 。(6)執(zhí)行FileNew菜單命令，從框中選擇PCB設(shè)計編輯器（PCB Document）圖標，雙擊圖標建立PCB設(shè)計文檔。(7)裝入元件封裝庫執(zhí)行菜單命令DesignAddRenoveLibrary或單擊Browes PCB選項卡中的按鈕，在“添加/刪除元件庫”對話框中選取所有元件所對應(yīng)的元件封裝庫1.Miscel laneous.lib，路徑在(C:program files99LibereyPCBGeneric Footprints)文件夾。添加后，在該庫中瀏覽到所要的元件封裝，進入元件編輯器，修改封裝；2.自己所創(chuàng)建的各個元件封裝庫。路徑

24、在自己的數(shù)據(jù)庫(8)根據(jù)設(shè)計的電路確定電路板的尺寸。在 K層，執(zhí)行菜命令，繪制電路的邊框。(9)設(shè)置參數(shù), 執(zhí)行菜單DesingOptions，把電路板設(shè)置定義為單面板。設(shè)置布線規(guī)則：，DesignRules左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)要求，在規(guī)則類(Rules Classos)中設(shè)置參數(shù)。選擇Routing Layer，對布線工作層進行設(shè)置：左鍵單擊Properties，在“布線工作層面設(shè)置”對話框“Pule Attributes”選項中設(shè)置Top Layer 為“Nt Used”設(shè)置Bottom Layer為 “Any”。選擇Width Constraint，左鍵單擊Prperties

25、，對整扳導(dǎo)線的寬度進行設(shè)置。若還需設(shè)置地線和電源的寬度，1.地線寬度設(shè)置：左鍵單擊按鈕，進入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在Rule Scope區(qū)域的Filter king選擇框中選擇Net，然后Net在下拉框中選擇GND（或），再在Rule Attributes區(qū)域?qū)inimum width 、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設(shè)置為2.5個mm。2.電源線寬的設(shè)置：左鍵單擊Add按鈕，進入線寬規(guī)則設(shè)置界面，首先在Rule Scope區(qū)域的Filter king選擇框中選擇Net，然后在下拉框中選擇VCC（或+），再在Rule Attributes區(qū)域?qū)inimum

26、width 、Maximum width和Preferred三個輸入框的線寬設(shè)置為2.5個mm;(10)裝入網(wǎng)絡(luò)表執(zhí)行菜單命令，然后在彈出的窗口中單擊按鈕，再在彈的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計生成的網(wǎng)絡(luò)表文件（礦展名為N）。如果沒有錯誤，單擊若出現(xiàn)錯誤提示，必須改正。若是返回原理圖修改，改好后必須重新創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表再來加載。(11)元件布局, 執(zhí)行菜單命令ToolsAuto placementAuto placer可以自動布局。布局關(guān)鍵性的一步，為了使布局更加合理，再進行手工調(diào)整，調(diào)整元件的位置和方向。(12)行菜單命令A(yù)uto RoutingAll，并在彈出的窗口中單擊Route all按鈕，程序即

27、對印制電路板進行自動布線.(13)如果對整板布線的結(jié)果不滿意，可執(zhí)行ToolsUn-RouteAll命令，拆除布線，調(diào)整布局偶在布線。如果對某根導(dǎo)線的結(jié)果不滿,可執(zhí)行命令ToolsUn-RouteConection，光標變?yōu)槭?，單擊不滿意的導(dǎo)線即可拆除，然后執(zhí)行PlaceInteractive routing。光標變?yōu)槭?，用和原理圖中布線的相同方法手工繪制導(dǎo)線。 （14）步線完畢后，即可得到數(shù)字鐘兼鐘控定時器的PCB板圖，如后附頁二所示。 第7章 安裝、調(diào)試及功能實現(xiàn)7.1 安裝穩(wěn)壓二極管的好壞與正負極性的判別方法與普通二極管一樣。開關(guān)二極管IN4148和玻璃外殼的3V穩(wěn)壓管外形一樣，外殼

28、上有字可以區(qū)別。但用久了，字都看不清，僅從外形來區(qū)分比較困難，因此可用萬用表電阻擋來加以區(qū)分。將萬用表撥到R10k擋，用黑表棒接待測管的負極，紅表棒接其正極，由表內(nèi)疊層電池向管子提供反向電壓。觀察表針，若指針基本不動，停在“”處或有微小偏轉(zhuǎn)的我為二極管；若表針有一定的偏轉(zhuǎn)，則為穩(wěn)壓管。此方法適用于反向擊穿電壓比R10K擋的表內(nèi)疊層電池電壓低的穩(wěn)壓管。根據(jù)PCB圖制作硬制板，根據(jù)工藝要求正確安裝元器件，焊接MOS集成電路時，要求烙鐵接地良好，最好斷開電源用烙鐵余熱焊接。在焊接音樂片上的三極管和音樂片的引線時，烙鐵速度要快。正確安裝完畢并檢查后按下6.2的調(diào)試步驟進行調(diào)試。7.2 調(diào)試數(shù)字鐘兼鐘控

29、定時器的調(diào)試步驟為：（1）接通電源，觀察顯示屏上的秒點是否閃爍，用頻率計測試LM8364的第7腳輸入信號的頻率是否為60Hz。（2）按S2，觀察能否調(diào)“小時”（ 按住S2可調(diào)快“小時”）；按S3，觀察能否調(diào)“分鐘”。 （3）整點報時時按按S3，將分鐘設(shè)置為59min，然后聽下一分鐘從59min變?yōu)?0min時，蜂鳴器能否奏一首歌。若不能，用萬用表測IC1的第2腳電壓，分鐘從59min變?yōu)?0min時，第2腳電壓應(yīng)從高電平變?yōu)榈碗娖?，IC1的第3腳輸出應(yīng)從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｈ鬒C1的第3腳能從低電平變?yōu)楦唠娖?，需要再檢查音樂片電路，測量音樂片的電源電壓是否為3V、音樂片及上所焊的三極管是否燒壞、

30、蜂鳴器是否損壞。不能整點報時的主要原因是IC2的第2腳沒有負脈沖觸發(fā)信號，可以通過調(diào)整R1和R2的阻值之比使負脈沖觸發(fā)第2腳。沒有觸發(fā)時，IC1的第2腳電壓應(yīng)大于VDD/3，觸發(fā)時應(yīng)小于VDD/3。本電路中對R1、R2的阻值要求比較嚴格。另一主要原因是音樂片燒壞。由于音樂片比較容易燒壞，因此一定要檢查音樂片的電源電壓是否為3V（不能太高），而且觸發(fā)的電壓也不能太高。（4）定開/定關(guān)，按S1設(shè)置定開時間，按S4設(shè)置定關(guān)時間。定開時間到時，用萬用表測量LM8364的第42腳電壓應(yīng)為高電平，測IC3的第3腳電壓應(yīng)為高電平，VT1導(dǎo)通。當(dāng)S6閉合（撥段開關(guān)處于定時位置）的時候，繼電器吸合，當(dāng)S7閉合的

31、時候，蜂鳴器鳴叫。定關(guān)時間到的時候，測LM8364的第17腳，其輸出應(yīng)為高電平，而且RS觸發(fā)器復(fù)位，三極管VT1截止，繼電器斷開。（5）倒計時按S5，用電壓表測LM8364的第15腳輸出電壓應(yīng)為高電平，繼電器吸和。按S5同時按S3，可設(shè)置倒計時時間，倒計時時間到時，再測LM8364的第15腳電壓是否為低電平，此時繼電器應(yīng)斷開。（6）調(diào)整分鐘時間，使分鐘時間經(jīng)過59min和00min（如原來時間 AM 2：30，現(xiàn)調(diào)整為AM 3：10），聽蜂鳴器是否唱歌。閉合S7（撥段開關(guān)處于定鬧位置），設(shè)置定開時間，使時間經(jīng)過定開時間（如原來的時鐘時間為AM 2：30，設(shè)定開時間為AM 4：30，將時鐘時間改

32、為AM 5：40），聽蜂鳴器是否鳴叫。用同樣的方法設(shè)置定關(guān)時間，調(diào)整時鐘時間，使時鐘時間經(jīng)過定關(guān)時間，測量LM8364的第17腳電壓是否為底電平。7.3 功能實現(xiàn)及拓展 對6.2中各項調(diào)整完畢后，觀察數(shù)字鐘走時是否準確，這項工作需要較長時間（如1個月或3個月或更長時間）才能完成。如果走時不準，可調(diào)節(jié)微調(diào)電容進行調(diào)整。根據(jù)長期實踐，利用原理圖（附錄一）制作的數(shù)字鐘兼鐘控定時器，走時準確，工作可靠，整點報時時間為早上7點至傍晚7點。鑒于時間和水平的限制，其實我們還可以對數(shù)字鐘的功能進行擴展，如增加星期顯示，增加用發(fā)光二極管做成的擺鐘，是數(shù)字鐘的功能更齊全。第8章 總結(jié)與致謝8.1 總結(jié)本課題使用L

33、M8364核心集成塊，結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)并采用Protel DXP進行原理圖和PCB板的設(shè)計，完成和實現(xiàn)了一個運用電路基礎(chǔ)分析、模擬數(shù)字電路、電子電路制作等綜合知識的設(shè)計目的以及功能要求，完成了時、分、秒數(shù)字的準確顯示同時兼并了各種定時的功能，超過了其他傳統(tǒng)的機械性鐘表，完全實現(xiàn)數(shù)字化，具有較強的通用和實用價值。雖然在設(shè)計本系統(tǒng)之初，我已對一個完整課題的設(shè)計有一定的基礎(chǔ)和了解，但是在格式和綜合運用各方面等方面還存在較大的問題。通過在指導(dǎo)老師等幫助下，我首先用了一段時間對數(shù)字電路的知識進行了溫習(xí)，然后再根據(jù)以前對Protel DXP的實訓(xùn)操作進行反復(fù)練習(xí)，最后對各個需要用到的知識有了一定的掌握和分

34、析能力。 在這之后的幾個星期中，我計劃的安排了設(shè)計時間，即此課題的需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試等步驟，分階段地完成各設(shè)計任務(wù)。接著，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書以及需求分析的要求，對設(shè)計內(nèi)容進行規(guī)范化和具體化，并以前臺Word作為界面的設(shè)計工具對本課題進行了詳細的設(shè)計。 在完成本設(shè)計的過程中，我既感受到面對復(fù)雜問題時的懵懂，也體會到問題得以解決時的快樂。同時，也總結(jié)了以下一些經(jīng)驗： （1）一個詳細完整的設(shè)計計劃對完成一項任務(wù)的重要性。實際上，我對這次設(shè)計著手較早，但由于剛開始時間較松，進度較慢。到后來感覺設(shè)計時間的緊迫性才全身心投入到制作之中，以便按時完成了任務(wù)。 （2）學(xué)習(xí)設(shè)計一個系統(tǒng)課題，實踐

35、是最好的方法。我對電路和軟件設(shè)計的學(xué)習(xí)實際上分為兩個階段。前一階段因課時內(nèi)容而學(xué)習(xí)，而在這一階段中，我總有隔霧觀花的感覺，一些知識不是很扎實。后一階段通過實踐學(xué)習(xí)，很多前一階段不甚了解的問題都迎刃而解。 （3）要學(xué)會抓住課本和運用互聯(lián)網(wǎng)工具。課本是完成設(shè)計的基礎(chǔ)，而互聯(lián)網(wǎng)是一個具有大量資源的信息寶庫，我們必須綜合運用?？偨Y(jié)這次設(shè)計的過程，取得了更多的收獲，但也有些地方設(shè)計的不是很完美。還有一些需要提高和改進的地方。 （1）是系統(tǒng)的功能實現(xiàn)并不完全，有一些實際工作中需要用到的功能在分析時沒有考慮進去，也沒能實現(xiàn)。 （2）是設(shè)計過程中時間分配不合理，后期較為緊張的時間給我的工作帶來很大的被動。 （

36、3）是知識積累的不夠完整，有很多知識都是臨到用了才去重點補習(xí)，這樣學(xué)到的知識畢竟不牢，而且用起來也不靈活。 總之，經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我感覺自己從理論到實際操作都有很大的提高，也深刻認識到要完成一項任務(wù)，首先必須要有一個詳細周密的計劃，系統(tǒng)的思維方式與方法。對待一個新的問題要有耐心，要善于運用已有的資源來解決，其次要勇于實踐，在實踐中發(fā)現(xiàn)和解決問題，要相信自己有解決問題的信心和能力。8.2 致謝在設(shè)計和論文寫作的整個過程中，指導(dǎo)教師趙老師在各個方面都給予了全面的指導(dǎo)和幫助。老師精深淵博的知識，求實創(chuàng)新、勤奮嚴謹?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范，忘我的工作作風(fēng)時刻熏陶著我。老師的因材施教、誨人不倦的授業(yè)精神給我留下了深刻的印象，這將使我受益終身。感謝四川航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系老師多年來在學(xué)習(xí)、工作上給予我的熱情關(guān)懷、指導(dǎo)與幫助。另外，也感謝一些同學(xué)在我完成設(shè)計時提出了很多寶貴的意見和無私的幫助。最后，特別感謝父母多年來在學(xué)習(xí)上、生活上的理解與大力支持。參 考 文 獻1 胡翔駿.電路基礎(chǔ)簡明教程.北京：高等教育出版社，20042 胡宴如.模擬電子技術(shù).第二版.北京：高等教育出版社，20043 楊志忠.數(shù)字電子技術(shù).第二版.北京：高等教育出版社，20034 王