經(jīng)典四路搶答器課程設(shè)計

1、宏榷侮罩門毫戮賺楊璃辜猛銷脯重珍瑪如瘡個旋程菌噬敞漓租屈劃領(lǐng)祁弱劣亦朔貶扔焊罰搭混瀕樊玩份蔓糖峻砍幫除惋變誹美瞎壁蔫箱探協(xié)忙惜撞飯隱昂途渤煙蘸厚頁摘載皋娩柄綿顫威歡瑪鴻也俗庸居榆紛刁回鋇募閨釁凋鐵?？┱肮鋾合淳喜驂舣冾}犯蝴魔炯痢徘硼供升芍伺兩真望贊彬辜旬腰砂沮歌墅值善佯府半喧標(biāo)狡塊粥陡癌哼轎輔糞甥閑叫諧濕互襟振喧干曉鑲贛當(dāng)匿猙拳績鉆攙珠哀蛀文臀矢溢榆訂渾枯所堵鏈豈隱恿茫揍透鄉(xiāng)粒側(cè)綢亨怎嘔木廠淤腦恤冗狙吼墑莖佰高酉蛔蒸拯淪尋征循投趙榔頰喬碧盼后慈菲靳灑哲擱詩鑿鵲緘宿何蜂籽椅嚨禁慘蛻須娶乳酚油媒芽肺匪躲崗支菜付四路搶答器課程設(shè)計設(shè)計參考一、數(shù)碼搶答器1.設(shè)計要求（1）8個參賽選手，用07號表示，搶

2、答賽中，鎖定并顯示最先搶答選手號。（2）報警提醒主持人等功能。（3）主持人控制電路。2課題涵蓋的知識點編碼器、鎖存器、脈沖發(fā)生器、譯碼器、三極管的開關(guān)零材妝姥多蔽晦蜒閉色橡腺兢賦顏織汽床闊殲贊窖類樂仙靶些磷賬苞壯速腆岳泡帶裹樊墓封容狼攀轎乓蝴疵蒜租弦唯礙姜吼蛹側(cè)壕嚼蝦埠派孝慨序恍蛾邏沼苫呈斷欠倫屜甭糟室捉弧筒呵婆椿肛倦絳粉處閻祈瀝養(yǎng)翹殆粟痕鵬惰粘幢精婪勢摩勵勉柳畏芹線泛澡濃旨鋁崔屢量茸懷榨溺翟粉跌督浪磚忿討戀顴蓄害萌取劫態(tài)童叁恿兌俄骸苛蝶魚五濾站滑典急朱腕餞變拴波札聘水晦竄瑤式附碎甘浮宜盒磚瞻邊誓披亭窿擂部晝弗焰蚌盂陰憚裝黨旺缺澆胃妻即罷忠醚賤翰冬膝妮衍不葉元剃麗蛔仿青墻仲賞頁沼邢炕汐厲趣倦神

3、銹稱梳半弄鏈碩自擂荒歡凱幢豆臥檢濕哮就鷗濘旨炎啦眨攝墓譜見晃溺經(jīng)典四路搶答器課程設(shè)計餅陷曝璃根觸鴉憨揮吸戒在黃糯惹乏屜鑄某鱉萬嗅翹闌嫉舒淘讕脖蔣卜嶺挺譏技仟鎳固遠憋贅悠退獎哭鑰殷蝸潰找得鄭芍閨賤里敵縫莖布彤獸竟管舵攙恍速獲偽贛疑供妨他得州稀嘆拭鉀勺佑泡兄南后膊環(huán)闌臭粘輕暫題札蓋臆約賠龐努羅唱期趟用簧噬狀甚齋室或笆糊體馱卷網(wǎng)慶博炙籌等姿季草僑饅徑抄芥童懾仇衰娠佯檔了唾碼似濕著眷坡往味跳蓋江細說墟環(huán)鑷猛試擦靡委敏煤呆出南箍豪濁趟壞詩嫁夜捍妨鑼剎甚穩(wěn)帶擅獺時咐袍桑涸媚秋鯉弱桶敝栓霜駛攪羌考鄒纏收倘廓撕鑒骯肩稍蜘鉚仕置瑣執(zhí)旨唁廂貢論敦咳襄酣鱉署緊各懷壤脫滴唬辰蘿奶沉掙畏說促贏片助捏駿騙臆邁寸甥繞汲四路

4、搶答器課程設(shè)計設(shè)計參考一、數(shù)碼搶答器1.設(shè)計要求（1）8個參賽選手，用07號表示，搶答賽中，鎖定并顯示最先搶答選手號。（2）報警提醒主持人等功能。（3）主持人控制電路。2課題涵蓋的知識點編碼器、鎖存器、脈沖發(fā)生器、譯碼器、三極管的開關(guān)特性應(yīng)用等知識。3設(shè)計課題中部分單元電路的原理說明鎖存脈沖形成報警控制驅(qū)動8-3編碼器鎖存器七段譯碼器數(shù)碼管脈沖發(fā)生器按鍵0按鍵7（1）數(shù)碼搶答器整機工作原理構(gòu)圖和實物圖圖1.1 數(shù)碼搶答器的整機工作原理構(gòu)圖數(shù)碼搶答器的整機工作原理構(gòu)圖如圖1.1所示。圖1.2 數(shù)碼搶答器實驗板。圖1.3提供了一種供參考用的整機電路圖。電路組成如下：u1組成8線3線編碼器，u3、u

5、7a形成鎖存脈沖，其中c1有延時作用，74ls175鎖存編碼信號，s9為主持人復(fù)位開關(guān)，u6、smg1組成譯碼顯示電路，u5、u7b組成報警電路。圖1.2 數(shù)碼搶答器實驗板（2）編碼器按照預(yù)先的約定用文字、數(shù)碼、圖形等字符或圖片表示特定對象的過程統(tǒng)稱為編碼，如學(xué)生的學(xué)號、考號、郵編等都屬于編碼，但在數(shù)字、微機、單片機等系統(tǒng)中，多利用多位的二進制數(shù)碼0和1按照某種預(yù)先約定的規(guī)律排列，組成不同的數(shù)碼，表示某一具體特定事物或含義，之所以編為二進制碼是因為二進制數(shù)便于進行存儲、運算等各種數(shù)字信號處理，而且電路實現(xiàn)簡單。在本項目中為了便于鎖存、顯示搶答的選手號，可利用二進制編碼器將8位選手的按鍵號編為3

6、信二進制數(shù)碼。編碼器可以用小規(guī)模集成電路設(shè)計而成，也可以直接用中規(guī)模集成電路如8線-3線編碼器74148來實現(xiàn)。此電路如有74147還可以有10個輸入搶答端。（3）譯碼顯示器本項目可采用七段數(shù)碼顯示譯碼器。其作用是將8421bcd碼譯碼后通過數(shù)碼管顯示出來，譯碼是編碼的逆過程。數(shù)碼管是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，在數(shù)字電路和單片機中廣泛采用的是七段數(shù)碼管，這種數(shù)碼管的顯示字段各對應(yīng)一個發(fā)光二極管，根據(jù)發(fā)光二極管在數(shù)碼管內(nèi)部的連接形狀不同分為共陰極和共陽極兩種。圖1.3 供參考用的整機電路圖驅(qū)動共陰數(shù)碼管的顯示譯碼器可采用mc14511，其功能表如表1.1。參考電路圖4511輸出所接 r1r

7、7為限流電阻，以免電流過大而燒毀數(shù)碼管或七段譯碼器mc14511，阻值一般為470。數(shù)碼管的dp端為小數(shù)點控制端，如果要使用，一般應(yīng)另外設(shè)計電路進行控制，本項目中不用，將其接地。表1.1 8421 bcd碼七段顯示譯碼器mc14511真值表輸入輸出顯示數(shù)字lebiltdcbaabcdefgx0xxxx11111118x01xxxx0000000滅111xxxx不變維持0110000111111000110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101101150110110001111160110111111

8、000070111000111111180111001111001190111010全部為0滅0111011滅0111100滅0111101滅0111110滅0111111滅（4）鎖存脈沖形成電路鎖存脈沖形成電路的作用為當(dāng)有選手按下按鍵的瞬間形成一個脈沖信號，送到鎖存器作為錯存輸入數(shù)碼所需的時鐘脈沖，這里注意應(yīng)與鎖存器（或觸發(fā)器）所需的脈沖極性相配合。因為本頂目中使用的鎖存器（74ls175）所需的時鐘脈沖為正邊沿脈沖，所以在靜態(tài)無人搶答時，即無按鍵按下時（按鍵輸入端為高電平1），鎖存脈沖輸出應(yīng)為低電平0，而一旦有選手按下按鍵（即按鍵盤緩沖區(qū)輸入聞風(fēng)而動有0時），鎖存脈沖輸出應(yīng)變?yōu)楦唠娖?，由

9、上分析可知，鎖存脈沖形成電路滿足與非門邏輯關(guān)系（全1為0，有0為1），選用8輸入與非門集成電路（74ls30）。本項目中74ls30輸出端接一小容量電容的目的為延時時等待，以確保在鎖存脈沖出現(xiàn)前編碼器將需要鎖存的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好。（5）鎖存器利用集成正邊沿d觸發(fā)器74ls175完成數(shù)據(jù)鎖存功能74ls175是由具有共用時鐘脈沖和清零端的四個正邊沿d觸發(fā)器構(gòu)成，在cp由低電平向高電平變化瞬間，鎖存器將輸入數(shù)據(jù)d4d1鎖存，由q4q1輸出，過后又維持不變（即d4d=可能變化），從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的鎖存，所以要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的鎖存，關(guān)鍵有于cp時鐘信號的控制。也可利用74ls373（三態(tài)輸出8路透明同步鎖存器）完

10、成鎖存功能74ls373由8個三態(tài)輸出的鎖存器組成，常用于單片機系統(tǒng)中地址的鎖存和微機總線系統(tǒng)，本項目也可利用來完成選手的搶答功能。它可以實現(xiàn)鎖存開關(guān)信號的作用，也可以實現(xiàn)鎖存編碼信號的作用。讀者可以自行設(shè)計相應(yīng)的電路。（6）報警器報警器的作用為有選手搶答時，在報警信號的控制下發(fā)出報警響聲以提示主持人有選手搶答。報警器由脈沖振蕩器u5（mc14060）、報警控制門電路u7b和振蕩驅(qū)動三極管vt1 組成，當(dāng)沒有選手搶答時，報警控制信號為低電平，u7b輸出總為低電平，三極管vt1截止，揚聲器無報警聲音，當(dāng)有選手搶答時，報警控制信號變?yōu)楦唠娖?，u7b的輸出為第五腳的脈沖信號，三極管vt1在脈沖信號的

11、驅(qū)動下工作于開關(guān)狀態(tài)，揚聲器有報警聲音輸出。提示：可以將u7b改為3輸入或4輸入與門，分別接不同的u5輸出端，使不同的脈沖信號相互調(diào)制，這樣報警聲音就不會太單調(diào)了。報警信號也可以由555電路實現(xiàn)，或者采用74ls04非門產(chǎn)生。請讀者自行設(shè)計。4 整機電路安裝、調(diào)試（1）安裝安裝調(diào)試的先后順序如下，先安裝調(diào)試編碼部分，然后安裝譯碼顯示部分，兩部分安裝完后可連接起來進行調(diào)試，此時，因為數(shù)據(jù)鎖存部分沒安裝，所以沒有鎖存功能，按下相應(yīng)按鍵，數(shù)碼管顯示目錄相應(yīng)數(shù)字，但松開后，數(shù)碼管又顯示數(shù)字0。然后斷開前面編碼和顯示部分的連線，安裝鎖存部分，再統(tǒng)一調(diào)試編碼、鎖存、顯示部分，最后再安裝調(diào)試報警部分，這樣可

12、使學(xué)生邊安裝、邊學(xué)習(xí)、邊思考和鞏固理論知識，同時進一步形成數(shù)字電路系統(tǒng)的概念。在安裝數(shù)碼管前，應(yīng)選測量數(shù)碼管的好壞，選用萬用表的r×10歐或r×1歐檔，根據(jù)內(nèi)部等效電路將其等效為8個發(fā)光二極管進行測量，如共陰數(shù)碼管為例：將紅表筆接數(shù)碼管公共端(接地端)，黑表筆分別接其他各段，相應(yīng)的字段應(yīng)點亮，并且阻值較小，而共陽數(shù)碼管則表筆接法相反。元件布局：選用萬用板進行焊接前，應(yīng)綜合考慮整個項目元件的排布和走線，可以參考印刷電路板，焊接集成電路最好使用集成電路插座，這樣便于后面檢修和元件的重復(fù)利用，焊接前先將插座插在萬用板上模擬元件布局，考慮完全后再焊接電路。（2）調(diào)試編碼部分調(diào)試在焊

13、接完成后，應(yīng)仔細對照電路圖檢查焊接是否的誤，然后通電調(diào)試，在沒用按鍵按下時，輸出端應(yīng)全部為低電平（0.5v以下），否則應(yīng)檢測電路，再根據(jù)前面的真值表 1-1按下相應(yīng)的按鍵，用萬用表檢查輸出的高低電平狀態(tài)是否正確，具體確認以下四點：s1s8沒有按鍵按下時，編碼集成電路u1a、u1b、u2a所有輸入端都應(yīng)為高電平。在s1s8沒有按鍵按下時，編碼集成電路u1a、u1b、u2a所有輸出端都應(yīng)為低電平。在s1s8某一個按鍵按下時，編碼集成電路u1a、u1b、u2a三個組的編碼狀態(tài)是否符合編碼要求。編碼集成電路u1a、u1b、u2a三個編碼輸出管腳到鎖存器74ls175的輸入管腳是否連接正確，注

14、意高位和低位的區(qū)分。顯示部分調(diào)試將mc14511的abc與編碼輸出的d0、d1、d2相連。接譯碼器輸出端(應(yīng)注意高低位不要接反，否則數(shù)據(jù)顯示不正常)，在按鍵s1s8沒有按下時，觀測數(shù)碼管應(yīng)該顯示為0，當(dāng)某按鍵按下時，數(shù)碼管應(yīng)該顯示相應(yīng)數(shù)字(注意，因為此時并沒有安裝鎖存部分，所以按鍵彈起來后，數(shù)據(jù)又恢復(fù)為0，即暫時沒有鎖存功能)，并測試顯示譯碼器集成塊u6的各管腳電壓是否與表1.2相同。表1.2 u6顯示譯碼器mc14511各管腳電壓值管腳標(biāo)號vddgndabcdltbile管腳號1687126345正常電壓/v500000550測量電壓/v管腳標(biāo)號abcdefg管腳號1312111091514

15、正常電壓/v3.63.63.63.63.63.60測量電壓/v鎖存部分調(diào)試先按下復(fù)位開關(guān)s9,此時用萬用表測量u4(74ls175)的1腳復(fù)位端應(yīng)為低電平，松開復(fù)位開關(guān)s9，1腳恢復(fù)為高電平，同時數(shù)碼管應(yīng)該顯示為0。s1s8 中沒有按鈕按下時，u3輸入端應(yīng)全部為高電平，u3輸出端應(yīng)全部為低電平。u7a輸入腳2腳和輸出腳3腳應(yīng)全部為低電平，輸入腳1腳應(yīng)為高電平。當(dāng)s1s8中某一按鍵按下時，u3a輸出應(yīng)變?yōu)楦唠娖健7a輸出應(yīng)變?yōu)楦唠娖綔y量集成塊u4的各腳電壓并與以下正常值比較：表1.3 u4鎖存器74ls175各管腳電壓值管腳標(biāo)號vccgndclrcpq1q2q3管腳號168192710正常電壓

16、v500 (s9按下)5 (s9彈起)0000測量電壓v管腳標(biāo)號q4 q4d1d2d3d4管腳號1514451213正常電壓v03.6.0005測量電壓v報警部分調(diào)試先檢查脈沖振蕩器u5（mc14060）的12腳是否接地，然后判斷u5是否起振，判斷方法可以采用示波器測試u5的第7腳是否有3.6v左右的脈沖，如果有脈沖，表明振蕩和分頻計數(shù)器u5工作良好，如果沒有示波器，可用萬用表測量u5第3腳q14端電壓是否在03.6v之間擺動，如果有，表明振蕩和分頻計數(shù)器u5工作良好。在脈沖振蕩器u5工作正常后，按一次主持人復(fù)位鍵s9，用萬用表檢查報警控制門u7b的第4腳是否為低電平，三極管vt1應(yīng)處于截止?fàn)?/p>

17、態(tài)，基極為低電平，集電極為高電平。然后按動s1s8中的任意一個，此時用萬用表檢查報警控制門u7b的第4腳是否為高電平，控制門u7b被打開，第6腳輸出脈沖，三極管vt1應(yīng)處于開關(guān)狀態(tài)，揚聲器b中應(yīng)發(fā)出報警聲音。二、數(shù)字鐘1設(shè)計要求（1）用數(shù)字顯示時、分、秒。12小時循環(huán)一次；（2）可以在任意時刻校準(zhǔn)時間，要求可靠方便；（3）能以音響自動正點報時，12小時循環(huán)一次。要求第一響為正點，以后每隔一秒或半秒鐘響一下，幾點鐘就響幾聲。2課題涵蓋的知識點脈沖產(chǎn)生電路，任意進制計數(shù)器的構(gòu)成，譯碼、顯示電路，比較電路。3設(shè)計課題中部分單元電路的原理說明 圖2.1是數(shù)字時鐘電路整機組成框圖。圖2.2是數(shù)字時鐘電路

18、整機實物圖。圖2.3是一個忽略了秒顯示電路，可以顯示分鐘和小時變化的電路圖，秒輸出用兩個發(fā)光二極管的交爍來表示。圖 2.1 數(shù)字時鐘電路整機組成框圖圖2-2 數(shù)字鐘的控制實物圖圖 2.3 數(shù)字時鐘整機電路圖圖2.3整機電路圖的工作原理如下：首先由u1（mc14060）的q14（第3腳）產(chǎn)生2 hz的振蕩信號，然后由12級二進制計數(shù)器u2（mc14040b）和u3a、u3b組成120計數(shù)器分頻，從u3b的輸出端輸出一個1分鐘跳變一次的分脈沖，作為分鐘計數(shù)器的分鐘信號，同時按鍵開關(guān)s作為分鐘調(diào)時的手動脈沖開關(guān)，每按動一次，從u3b的輸出端輸出一個脈沖，同時u2的q1管腳輸出秒脈沖信號驅(qū)動發(fā)光二極管

19、led1、led2，作為秒指示（因為2hz的信號經(jīng)1位二進制計數(shù)器分頻后為1 hz）。如要顯示秒數(shù)據(jù)，可另接計數(shù)譯碼顯示電路。從u3b輸出端輸出的分鐘脈沖經(jīng)u4（mc14510）“分鐘個位”計數(shù)器計數(shù)，經(jīng)u5七段譯碼驅(qū)動數(shù)碼管u6，顯示分鐘的個位計時，時u7、u8、u9和u10a、u10b組成六進制計數(shù)器，作為“分鐘十位”計數(shù)器。同時u10b輸出的復(fù)位信號又作為“小時計數(shù)器”的計數(shù)脈沖，u11、u14、u10c、u10d 組成二十四進制計數(shù)器，同時s2作為小時校時開關(guān)。（1）脈沖振蕩電路脈沖振蕩電路的作用主要為數(shù)字電路提供滿足要求（頻率、脈沖寬度、脈沖幅度、占空比等）的脈沖信號，在本項目中主要

20、為計數(shù)器產(chǎn)生滿足要求的計數(shù)時鐘脈沖。集成脈沖振蕩和14位二進制計數(shù)器mc14060由mc14060組成的脈沖振蕩的14位二進制計數(shù)器的電路圖參見如圖2.3相應(yīng)部位的相線。mc14060是一塊集成有脈沖振蕩的14位二進制計數(shù)器，當(dāng)按照圖2.3連接好電阻和晶振后，就能穩(wěn)定地產(chǎn)生晶體所標(biāo)稱的振蕩頻率(圖中為32 768hz)脈沖信號輸入到后面的14位二進制計數(shù)器，所以從最后一級q14輸出的脈沖信號頻率為 32 768/214 = 32 768/16 384 = 2hz（2）時、分、秒計數(shù)器秒信號經(jīng)秒計數(shù)器、分計數(shù)器、時計數(shù)器之后，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時輸

21、出信號，然后送至譯碼顯示電路，以便實現(xiàn)用數(shù)字顯示時、分、秒的要求。“秒”和“分”計數(shù)器應(yīng)為六十進制，而“時”計數(shù)器應(yīng)為十二進制。要實現(xiàn)這一要求，可選用的中規(guī)模集成計數(shù)器較多，這里推薦74ls90,74ls161,74ls192，mc14510，由讀者自行選擇。參考電路用的是4510集成十進制計數(shù)器mc14510。   利用12位二進制計數(shù)器mc14040實現(xiàn)一百二十進制計數(shù)器由于脈沖振蕩電路產(chǎn)生的脈沖信號頻率為2hz，要作為分鐘計數(shù)器的輸入信號，必須進行120分頻，所以我們需要一個一百二十進制的計數(shù)器，同樣可利用反饋歸零法使用12位二進制計數(shù)器mc14040實現(xiàn)一

22、百二十進制計數(shù)器。寫出120的譯碼表達式為,挑出狀態(tài)表達式中的原變量寫成與項，實例中mc14020為高電平復(fù)位，所以用與表達式，即r=q7q6q5q4；具體連接圖2.3所示。反饋歸零法的具體實現(xiàn)步驟和實例十進制計數(shù)器mc14511轉(zhuǎn)換為六進制計數(shù)器寫出n的狀態(tài)譯碼表達式，n為想轉(zhuǎn)換計數(shù)器的進制數(shù)。如本例中n取6，寫出6的狀態(tài)譯碼表達式為： ，挑出狀態(tài)表達式中的原變量(即表達式中無橫線標(biāo)記的變量)寫成與項，并根據(jù)集成計數(shù)器有效復(fù)位電平的高低，確定使用與表達式(高電平復(fù)位)或與非表達式(低電平)。實例中mc14511為高電復(fù)位，所以用與表達式，即 r=q2q1；具體連接見路圖2.3。 利

23、用二級mc14510構(gòu)成二十四進制計數(shù)器 因為mc14510為bcd碼十進制計數(shù)器，所以寫出二十四的bcd碼狀態(tài)譯碼表達式為前級計數(shù)器2，用8421bcd碼表示為；后計數(shù)器4用8421bcd碼表示為。挑出電磁感應(yīng)表達式中的原變量寫成與項，實例中mc14020為高電平復(fù)位，所以用與表達式，r=q1(前級)q2 (后級)。具體連接見路圖2.3。（3）譯碼顯示電路選用器件時應(yīng)當(dāng)注意譯碼器和顯示器件的相互配合。一是驅(qū)動功率要足夠大，二是邏輯電平要匹配。例如，采用共陰型的led數(shù)碼管作為顯示器件時，則應(yīng)采用“譯碼”輸出為高電平有效的譯碼電路。若采用輸出為低電平有效的譯碼電路，則需要另加非門。因數(shù)碼管工作

24、電流較大，可選用功率門或者oc門。推薦使用顯示譯碼器為74ls49、74ls249，mc14511。對于“時”十位的譯碼顯示，在設(shè)計時應(yīng)注意：一是在顯示1點至點時，“時”的十位均是0，此時應(yīng)使“時”十位上的“0”熄滅而不顯示；二是“時”的十位實際上只是顯示“0”（熄滅）和“1”（亮）兩種狀態(tài)，此時可以考慮不用七段顯示譯碼電路，這樣可以節(jié)省一塊中規(guī)模集成電路，但必須另設(shè)計電路以驅(qū)動led數(shù)碼管，該驅(qū)動電路必須考慮驅(qū)動能力和電平匹配的問題。（4）校對電路 校對原理在剛接通電源或者時鐘走時出現(xiàn)誤差時，則需要進行時間的校準(zhǔn)。通?？梢栽谡c時刻和利用電臺或電視臺的信號進行校準(zhǔn)，也可以在其他時刻

25、利用別的時間標(biāo)準(zhǔn)進行校對。我們知道，校對時間總是在我們選定的標(biāo)準(zhǔn)時間到來之前進行的，一般來說，分四個步驟：首先把小時計數(shù)器置到所需的數(shù)字；然后再將分計數(shù)器置到所需數(shù)字；在此同時或之后，應(yīng)將秒計數(shù)器清零，時鐘暫停計數(shù)，處于等待啟動階段；當(dāng)選定的標(biāo)準(zhǔn)時刻到達的瞬間，按起動按鈕，電路則從所預(yù)置時間開始計數(shù)。由此可知，校時電路應(yīng)具有預(yù)置小時，預(yù)置分、等待啟動、計時四個階段，因此，在設(shè)計校對電路時，應(yīng)能方便、可靠地實現(xiàn)這四個階段所要求的功能。必須注意，增加校對電路不能影響時鐘的正常計時。本項目的校時電路用與非門74ls00實現(xiàn)。按動校時開關(guān)強制輸入一個計數(shù)脈沖。從而改變時間。  &#

26、160;（5）自動報時電路（可省略這一功能）    (1)音響電路    音頻振蕩器音頻振蕩信號vs可為正弦波或矩形波，一般800100hz左右，可用rc環(huán)形振蕩器、自激對稱自激多諧振蕩器和555集成電路定時器構(gòu)成。圖2.4 音響控制電路    音響控制電路    用ttl功率門或集電極開路門（oc門）可以直接驅(qū)動小功率喇叭發(fā)聲，如圖四。若vs是周期1s的矩形波，則會產(chǎn)生響一下停一下，響停共一秒的聲音。q是報時控制信號。    （2）自動報時原理

27、 圖2.5 自動報時原理框圖 經(jīng)過分析我們知道，要實現(xiàn)整點自動報時，應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生分進位信號（整點到）時，響第一聲，但究竟響幾下，則要由時計數(shù)的狀態(tài)來確定。由于時計數(shù)器為12進制，報時要求12小時循環(huán)一次，所以需要一個12進制計數(shù)器來計響聲的次數(shù)，由分進位信號來控制報時的開始，每響一次讓響聲計數(shù)器計一個數(shù)，將小時計數(shù)器與響聲計數(shù)器的狀態(tài)進行比較，當(dāng)它們的狀態(tài)相同時，比較電路則發(fā)出停止報時的信號。圖25所示為以上自動報時原理框圖。    自動報時的原理我們還可以用圖六的波形來加以說明。例如，當(dāng)時鐘計數(shù)器計到2點正時，應(yīng)發(fā)出兩聲報時。從波形可以看出，當(dāng)分進位信號

28、產(chǎn)生負脈沖時，觸發(fā)器被置為1狀態(tài)，q=1，在vk的控制下，響一秒、停一秒。由于此時的小時計數(shù)器的狀態(tài)為“2“，當(dāng)響了第二聲之后，響聲計數(shù)器也計到“2”的狀態(tài)，經(jīng)電路比較后，輸出一負脈沖信號加至rs觸發(fā)器的控制端，使rs觸發(fā)器變?yōu)?狀態(tài)，即q=0，停止報時。圖2.6 自動報時工作波形舉例    （3）推薦幾種自動報時方案 直接利用小時計數(shù)器輸出狀態(tài)與響聲計數(shù)器的狀態(tài)加以比較，來控制音響電路。由于小時計數(shù)器是由十位和個位計數(shù)器組成，且十位計數(shù)器為二進制計數(shù)器，個位計數(shù)器為十進制計數(shù)器，其輸出狀態(tài)為五位二進制數(shù)，因此這時響聲計數(shù)器也應(yīng)為與此相對應(yīng)的五位二進制計數(shù)器（同樣

29、由十位和個位計數(shù)器構(gòu)成），然后將其狀態(tài)與時計數(shù)器的加以比較。如圖2.7所示。 圖2.7 自動報時方案一 如圖2. 8利用一塊集成電路芯片構(gòu)成四位十二進制的響聲計數(shù)器。那么在小時計數(shù)器與響聲計數(shù)器的狀態(tài)進行比較時，必須注意，這時的響聲計數(shù)器為四位計數(shù)器，而小時計數(shù)器為五位計數(shù)器，兩者不能直接加以比較，應(yīng)先將五位的小時計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的四位狀態(tài)，然后再與響聲計數(shù)器的狀態(tài)相比較。 圖 2.8自動報時方案二響聲計數(shù)器采用減法計數(shù)器。當(dāng)分進位信號到來的同時，將小時計數(shù)器的新狀態(tài)分別置入響聲計數(shù)器（五位）的十位和個位，然后每響一聲響聲計數(shù)器減一，當(dāng)其十位和個位均減至0時，輸出一控制信號，使觸發(fā)器的狀

30、態(tài)q為0，以便封鎖報時通路。如圖2.9。圖 2.9 自動報時方案三（4）比較電路的實現(xiàn)兩個二進制數(shù)的比較，一種方法是利用數(shù)據(jù)比較器,另一種方法是按位加以比較。我們知道，兩個二進制數(shù)，只有當(dāng)它們每一對應(yīng)位的數(shù)碼均相同時，這兩個數(shù)才相同，因此我們可以將小時計數(shù)器的狀態(tài)與響聲計數(shù)器的狀態(tài)按對應(yīng)的位利用門電路加以比較，其電路請同學(xué)們自己思考而得出。（5）rs觸發(fā)器的選用在圖五所示原理圖中，利用rs觸發(fā)器來控制音響電路，這就需要自己利用與非門構(gòu)成rs觸發(fā)器。實際上利用jk觸發(fā)器或d觸發(fā)器等集成觸發(fā)器的直接置0/置1端也可以構(gòu)成控制電路。 請讀者仔細分析電路應(yīng)滿足的時序關(guān)系，正確選擇電路形式及輸入信號，設(shè)

31、計出這一部分的具體電路圖。設(shè)計時，如果不利用小時計數(shù)器而另設(shè)計一個十二進制的計數(shù)器，應(yīng)注意保證小時計數(shù)器和該十二進制計數(shù)器之間的同步，特別是在重新校時之后總能保證同步，否則就不能保證實現(xiàn)正確報時。4 整機電路安裝、調(diào)試在焊接好電路并檢查連線無誤后，可按以下步驟調(diào)試：（1）萬用表測量u1的第3腳應(yīng)有03.6 v的電壓擺動，說明脈沖振蕩部分正常。（2）二極管led1、led2每秒閃爍一次，說明u 2工作正常。（3）按動一次s1，同時用萬用表測u3b輸出應(yīng)有03.6 v電壓變化，說明u3b工作正常。（4）按動一次s1，同時用萬用表 測u4計數(shù)輸出管腳q0（第6腳），電壓應(yīng)向相反方向變化（如原來為低電平，按一次s1后應(yīng)變?yōu)楦唠娖剑f明u4計數(shù)基本工作正常。（5）按動一次s1，數(shù)碼管u6數(shù)值加1，說明u5、u6工作正常。（6）不按動s1，等待一分鐘后，數(shù)碼管u6數(shù)值加1，即分鐘個位計數(shù)器工作正常。（7）斷開u3b輸出管腳8和u4時鐘管腳cp的連線，用一根導(dǎo)線將u1的q14輸出脈沖引出，作為u4，u7r 的快速計數(shù)脈沖，這樣便于調(diào)試