多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)與制作-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)與制作 學(xué)生：XX 指導(dǎo)教師：XX內(nèi)容摘要：多功能數(shù)字鐘是在具有基本鐘表功能的基礎(chǔ)上又增加了定時(shí)控制、仿廣播電臺(tái)報(bào)時(shí)功能、自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)、觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)。這樣的數(shù)字鐘以其超越的功能越來越被更多的人們所接受。在設(shè)計(jì)數(shù)字鐘時(shí)可以采用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子鐘等，經(jīng)過多方面比較后采用多單元電路組成。這樣雖然操作時(shí)有很大困難但設(shè)計(jì)相對(duì)清晰易懂，一目了然。PCB制作還必須在所有設(shè)計(jì)和制作結(jié)束后，首先經(jīng)過檢測(cè)沒有問題才能焊接器件。并進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)。保證電路不能在焊接地方出現(xiàn)短接、漏接現(xiàn)象。

2、錯(cuò)綜復(fù)雜的接線來回穿梭在電路板上，需要制作者用有超強(qiáng)的細(xì)心耐性，和更靈活的辦法。確保質(zhì)量！在遇到困難時(shí)有一個(gè)平靜的心理，和良好的素質(zhì)。在保證了數(shù)字鐘在正長(zhǎng)運(yùn)行下，其次一個(gè)美觀的外表更能讓更多人喜歡。本這個(gè)原則開始我們的探索之路。關(guān)鍵詞：譯碼器 計(jì)數(shù)器 校時(shí)電路Multifunction digital clock designAbstract: The multi-function digital clock timing control basic watch functions on the basis of, imitation Radio repeater function autom

3、atically reported to the whole number of touch reported hours. Digital clock beyond its function is increasingly being accepted by more people. Small and medium-scale integrated circuits can be used in the design of the digital clock electronic clock; can also use a dedicated electronic clock chip t

4、ogether with the display circuit and peripheral circuit electronic clock; can also use the microcontroller to implement the electronic clock, after many aspects of multi-unit comparison circuit. Although the operation very difficult, but the design is relatively clear and easy to understand at a gla

5、nce.PCB production must also be the end of all design and production, first tested there is no problem to welding device. And further testing. Ensure that the circuit can not be shorted in the welding places bobble phenomenon. The intricate wiring back and forth on the circuit board, require produce

6、rs to use super careful patience, and a more flexible approach. To ensure quality! In a calm mental difficulties, and good quality. To ensure the digital clock in the positive long run, followed by a beautiful appearance but also allows more people like. With this principle is the beginning of our p

7、ath of exploration.Keywords: Decoder Counter Timing circuit.目 錄前言11 電路設(shè)計(jì)11.1 設(shè)計(jì)方案11.2 單元電路的設(shè)計(jì)21.2.1 主體電路部分21.2.2 擴(kuò)展功能電路的設(shè)計(jì)82 調(diào)試112.1 主體電路部分112.1.1 振蕩電路部分112.1.2 計(jì)數(shù)電路部分122.1.3 校時(shí)電路部分132.2 擴(kuò)展電路部分132.2.1 定時(shí)控制132.2.2 仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)132.2.3 自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)132.2.4 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)143 結(jié)束語15參考文獻(xiàn)16多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)與制作前言數(shù)字鐘被廣泛用于個(gè)人家庭,車站,碼頭、辦

8、公室等公共場(chǎng)所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵贰Ｓ捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,運(yùn)用超過老式鐘表,鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義。我們希望鐘表業(yè)的精英們?cè)谔岣咧圃旒夹g(shù)水平中不斷創(chuàng)新，培育出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌。這正是中國鐘表業(yè)發(fā)展的希望。1 電路設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先建立了一個(gè)多功能

9、數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1.1-1所示。圖1.1-1 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖由圖1.1-1可知，電路的工作原理是：多功能數(shù)字鐘電路由主體電路和擴(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。振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源，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)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“12翻1”的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路進(jìn)行校時(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)行擴(kuò)展功能。1.2 單元電路的設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法很多種，

10、例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子鐘等。在本次設(shè)計(jì)，電路是由許多單元電路組成的，因此首先必須對(duì)各個(gè)單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2.1 主體電路部分主體電路部分的電路主要由振蕩電路、計(jì)數(shù)電路、顯示電路以及校時(shí)電路四大部分組成。下面將對(duì)各部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2.1.1 振蕩電路振蕩電路由振蕩器和分頻器產(chǎn)生 1Hz時(shí)鐘脈沖和擴(kuò)展部分所需的頻率，下面對(duì)振蕩器和分頻器兩部分進(jìn)行介紹。數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，一般來說，振蕩器的

11、頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。它利用某種反饋方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)數(shù)字電路來說，振蕩器的輸出的幅度范圍為0v5v的方波信號(hào)而不是鋸齒波、三角波或其他形式。典型的振蕩器是弛豫振蕩器，它通過一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)將反相器的輸出反饋回來并存在一定的工作延遲時(shí)間?；镜碾娐啡鐖D1.2.1.1-1所示。圖1.2.1.1-1 振蕩器圖在上述電路中，RI-C網(wǎng)絡(luò)由第一個(gè)反相器驅(qū)動(dòng)，具有RC特性曲線的響應(yīng)信號(hào)被反饋給反相器的輸入。當(dāng)電容上的電壓達(dá)到施密特觸發(fā)器輸入反相器的門限電壓的時(shí)候，反相器的狀態(tài)發(fā)生改變，并輸出一個(gè)新的電壓值。這個(gè)輸出電壓經(jīng)過一定的延遲時(shí)間再次通過RIC反饋回來，直到電容電壓再次達(dá)到門限電壓為止。用施密特觸

12、發(fā)器輸入器件（如74HC04），但是由于電容的參考電壓在每個(gè)臨界點(diǎn)都要發(fā)生變化，所以施密特觸發(fā)器不是必需的。由于電容與輸出相連，每次狀態(tài)改變時(shí)，電容的充電電壓會(huì)超過5V。從這一點(diǎn)來說，輸出電壓會(huì)改變電容的充電電壓，直到電容兩端的電壓變?yōu)?4HC04的門限電壓（2.5V）為止。振蕩器輸出狀態(tài)的改變發(fā)生在電容上的電壓達(dá)到2.5V時(shí)。如果想要獲得高的精度，就應(yīng)該在振蕩電路中使用石英晶體作振源。在數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作中應(yīng)采用石英晶體振蕩器，因?yàn)槭⒕w具有壓電效應(yīng)，是一個(gè)壓電器件。當(dāng)交流電壓加在晶體兩端，晶體先隨電壓變化產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變化，然后機(jī)械振動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷。當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時(shí)，它

13、本生有一個(gè)固定的機(jī)械頻率。當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí)，晶體片的機(jī)械振動(dòng)最大，晶體表面電荷量最多，外電路的交流電流最強(qiáng)，于是產(chǎn)生振蕩，因此將石英晶體按一定方位切割成片，兩邊傅以電極，焊上引線，再用金屬或玻璃外殼封裝即構(gòu)成石英晶體。石英晶體的固有頻率十分穩(wěn)定。另外石英晶體的振動(dòng)具有多諧性，除了基頻振動(dòng)外，還有奇次諧次泛音振動(dòng)，對(duì)于石英晶體，既可利用基頻振動(dòng)，也可利用泛音振動(dòng)。前者稱為基頻晶體，后者稱為泛音晶體，晶片厚度與振動(dòng)頻率成反比，工作頻率越高，要求晶片厚度越薄。將石英晶體作為高Q值諧振回路元件接入反饋電路中，就組成了晶體振蕩器。在設(shè)計(jì)中所用的振蕩器的電路圖如圖1.2.1.1-2

14、所示。該電路能產(chǎn)生1MHz的方波脈沖振蕩信號(hào)。 圖1.2.1.1-2 晶體振蕩器圖分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號(hào)分頻成基時(shí)鐘脈沖信號(hào)和擴(kuò)展部分所需的頻率。在此電路中，分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；二是功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)，如仿電臺(tái)用的1KHz的高頻信號(hào)和500Hz的低頻信號(hào)等.在此電路中作為分頻器的元件是:CD4518。CD4518可以組成二分頻電路和十分頻電路。用CD4518組成二分頻的電路如圖1.2.1.1-3；用CD4518組成十分頻的電路如圖1.2.1.1-4；在本次設(shè)計(jì)中所用的分頻器的電路圖如圖1.2.1.1-5。電路經(jīng)過十分頻后將晶振來的1MHz的振蕩脈

15、沖變?yōu)?Hz的脈沖信號(hào)，該信號(hào)作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖使用。 Cr CP 圖1.2.1.1-3 二分頻電路圖 EN Cr CP 圖1.2.1.1-4 十分頻電路圖圖1.2.1.1-5 分頻器電路圖振蕩器和分頻器兩部分構(gòu)成振蕩電路，它的電路圖如圖1.2.1.1-6所示。根據(jù)圖1.2.1.1-6可知電路的工作原理是：石英晶體振蕩器提供的頻率為1MHz，CD4518組成十分頻電路。并且一個(gè) CD4518可以組成兩個(gè)十分頻電路即：CD4518的引腳2與引腳6組成一個(gè)十分頻電路而引腳10與引腳14組成另一個(gè)十分頻電路。晶振的輸出接入第一塊CD4518的輸入引腳2，經(jīng)過一次十分頻，頻率變?yōu)?00KHz。輸出引

16、腳6接入同一塊CD4518的引腳10經(jīng)第二次分頻，頻率變?yōu)?0KHz。輸出引腳接人第二塊CD4518的輸入引腳2再經(jīng)一次分頻，頻率變?yōu)?KHz。這樣經(jīng)過六次分頻最后可以得到1Hz的頻率。圖1.2.1.1-6 振蕩電路圖.2 計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)器是一種計(jì)算輸入脈沖的時(shí)序邏輯網(wǎng)絡(luò)，被計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)就是時(shí)序網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘脈沖，它不僅可以計(jì)數(shù)而且還可以用來完成其他特定的邏輯功能，如測(cè)量、定時(shí)控制、數(shù)字運(yùn)算等等。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和“12翻1”計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)可以用反饋清零法。當(dāng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖到來時(shí)，反饋信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的

17、循環(huán)計(jì)數(shù)。以六十進(jìn)制為例，當(dāng)計(jì)數(shù)器從00，01，02，59計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)?shù)?0個(gè)秒脈沖到來時(shí)，反饋信號(hào)隨即將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)模為60的循環(huán)計(jì)數(shù)。下面將分別介紹60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。圖1.2.1.2-1 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路中，74LS92作為十位計(jì)數(shù)器，在電路中采用六進(jìn)制計(jì)數(shù)；74LS90作為個(gè)位計(jì)數(shù)器在電路中采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)。當(dāng)74LS90的14腳接振蕩電路的輸出脈沖1Hz時(shí)74LS90開始工作，它計(jì)時(shí)到10時(shí)向十位計(jì)數(shù)器74LS92進(jìn)位。下面對(duì)電路中所用的主要元件及功能介紹。圖1.2.1.2-2 “12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器電路“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“010

18、20304050607080910111201”規(guī)律計(jì)數(shù)的，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表1.2-1所示。表1.2.1.2-1 “12翻1”小時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)序十位 個(gè)位十位 個(gè)位CPQ10Q03 Q02 Q01 Q00CP Q10Q03 Q02 Q01 Q0001234567 000000000 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1891011121300011101 0 0 01 0 0 11 0 1 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 0 1.3 校時(shí)電路圖1.2.1.2-3 校時(shí)電路校時(shí)電路的作用是：當(dāng)數(shù)字鐘接

19、通電源或者出現(xiàn)誤差時(shí)，校正時(shí)間。校時(shí)是數(shù)字鐘應(yīng)具有的基本功能。一般電子表都具有時(shí)、分、秒等校時(shí)功能。為了使電路簡(jiǎn)單，在此設(shè)計(jì)中只進(jìn)行分和小時(shí)的校時(shí)。校時(shí)有“快校時(shí)”和“慢校時(shí)”兩種，“快校時(shí)”是通過開關(guān)控制，使計(jì)數(shù)器對(duì)1Hz校時(shí)脈沖計(jì)數(shù)?！奥r(shí)”是用手動(dòng)產(chǎn)生單脈沖作校時(shí)脈沖。圖中S1校分用的控制開關(guān)，S2為校秒用的控制開關(guān)，它們的控制功能如表4所示，校時(shí)脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當(dāng)S1或S2分別為“0”時(shí)可以進(jìn)行“快校時(shí)”。如果校時(shí)脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行“慢校時(shí)”。.4 譯碼與顯示電路譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)以表示編碼時(shí)所賦予原

20、意的電路。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二十制譯碼器和BCD7段譯碼器、顯示模塊用來顯示計(jì)時(shí)模塊輸出的結(jié)果。圖1.2.1.4-1 譯碼與顯示電路 擴(kuò)展功能電路的設(shè)計(jì).1 定時(shí)控制電路數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號(hào)，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管是鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號(hào)的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定的要求。在這里將舉例來說明它的工作原理。要求上午7時(shí)59分發(fā)出鬧時(shí)信號(hào)，持續(xù)1分鐘。設(shè)計(jì)如下：7時(shí)59分對(duì)應(yīng)數(shù)字鐘的時(shí)時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，分十位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，分個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為，若將上述計(jì)數(shù)器輸出為“1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，

21、就可以使音響電路正好在7點(diǎn)59分響，持續(xù)1分鐘后（即8點(diǎn)）停響。圖1.2.2.1-1 定時(shí)控制電路由電路圖可以看見，上午7點(diǎn)59分，音響電路的晶體管導(dǎo)通，則揚(yáng)聲器發(fā)出1KHz的聲音。持續(xù)1分鐘到8點(diǎn)整晶體管因?yàn)檩斎攵藶椤?”而截止，電路停鬧。.2 仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能要求是：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)快要到正點(diǎn)時(shí)，通常按照4低音1高音的順序發(fā)出間斷聲響，以最后一聲高音結(jié)束的時(shí)刻為正點(diǎn)時(shí)刻。電路圖的工作原理舉例來說明；例如設(shè)4聲低音（約500Hz）分別 在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲高音（約1000Hz）發(fā)生在59秒，它們的持續(xù)時(shí)間為1秒。只有當(dāng)分十進(jìn)位的，分個(gè)位

22、的，秒十位的及秒個(gè)位的時(shí)，音響電路才能工作。圖1.2.2.2-1 仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路.3 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路設(shè)計(jì)本功能基于在有些場(chǎng)合(如夜間),不便于直接看顯示時(shí)間,希望數(shù)字鐘有觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)的功能.即觸摸數(shù)字鐘的某端,就能報(bào)時(shí)。在功能三的基礎(chǔ)上,增加一觸發(fā)脈沖控制電路,或者將功能三的電路的自動(dòng)報(bào)時(shí)改為觸摸報(bào)時(shí)電路即可.產(chǎn)生觸摸脈沖的電路有單次脈沖產(chǎn)生器,555集成電路定時(shí)器,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等 .我采用的是555集成電路產(chǎn)生的觸摸脈沖.觸摸控制電路如圖23SZ2為一金屬片，它還要和74LS74的RD（1）端連接，當(dāng)用手觸摸金屬片時(shí)，即加入一負(fù)脈沖，其有兩個(gè)作用：一、經(jīng)過555產(chǎn)生一正脈沖；二

23、、使D觸發(fā)器輸出為0，從而使小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出的整數(shù)點(diǎn)置入74LS191。圖1.2.2.3-1 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路2 調(diào)試在本設(shè)計(jì)中，為了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，我在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行了部分調(diào)試，因?yàn)殡娐诽珡?fù)雜，在實(shí)驗(yàn)箱上不可能整體電路進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試后，我就自己焊接了一個(gè)試驗(yàn)板進(jìn)行調(diào)試。以確保最后能很好的完成其各部分功能。調(diào)試后，我就畫PCB圖，用來制印制板。因?yàn)镻CB圖先畫，后經(jīng)過反復(fù)考慮振蕩電路部分改進(jìn)了，最后用的是1MHZ的晶振經(jīng)過三片CD4518六次分頻就能得到1HZ的頻率。所以在印制板外加了一個(gè)振蕩部分電路。2.1 主體電路部分 振蕩電路部分我先用的是32768HZ的晶振和反向器74LS00接兩個(gè)電

24、阻和兩個(gè)電容組成的振蕩電路，產(chǎn)生32768HZ的方波信號(hào)，經(jīng)過15級(jí)二分頻后得到1HZ的基準(zhǔn)脈沖。擴(kuò)展部分所需的頻率可以從5級(jí)二分頻得到1024HZ六級(jí)二分頻得到512HZ但是這樣用的集成塊較多，時(shí)間延遲較長(zhǎng)。用555產(chǎn)生多諧振蕩方波也可，就是精確度和穩(wěn)定度不高。后來我就用的1MHZ的晶振產(chǎn)生1MHZ的頻率經(jīng)過74LS90組成的二-五-十的分頻器，可很好的擴(kuò)展部分所需的頻率。只是要用六塊74LS90，后來我查了手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)4518有兩片十進(jìn)制分頻器，功能與74LS90又基本上相同，這樣就可少用集稱塊，減少時(shí)間延時(shí)。在現(xiàn)用電路調(diào)試中，晶振的輸出頻率為1MHz，用三片CD4518組成了六級(jí)十分頻電路

25、，在調(diào)試中我對(duì)每級(jí)分路進(jìn)行了測(cè)試。在第一級(jí)分頻后出現(xiàn)的脈沖信號(hào)為100KHz，經(jīng)過第二級(jí)得到了10KHz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，這樣一級(jí)級(jí)的分頻，經(jīng)過六次分頻后得到了標(biāo)準(zhǔn)的1Hz脈沖信號(hào)。振蕩部分產(chǎn)生1MHZ的方波信號(hào)為：圖2.1.1-1 方波信號(hào)圖 計(jì)數(shù)電路部分小時(shí)計(jì)數(shù)部分電路較復(fù)雜，在第一次焊接完成后的調(diào)試顯示中，發(fā)現(xiàn)小時(shí)的十位沒有變化，經(jīng)過分析、檢查發(fā)現(xiàn)74LS74的3腳沒有接上。 秒計(jì)數(shù)電路部分的調(diào)試中順利得到了結(jié)果，秒計(jì)數(shù)器的個(gè)位能準(zhǔn)確以十進(jìn)制形式計(jì)數(shù)；秒計(jì)數(shù)器的十位也能準(zhǔn)確以六進(jìn)制的形式計(jì)數(shù)。當(dāng)秒計(jì)數(shù)器的個(gè)位計(jì)數(shù)到9后自動(dòng)向秒計(jì)數(shù)器的十位計(jì)數(shù)。分計(jì)數(shù)電路部分的調(diào)試電路與秒計(jì)數(shù)器的電路一樣，在調(diào)

26、試中不同的是秒計(jì)數(shù)電路的個(gè)位計(jì)數(shù)器74LS90的14腳接入振蕩電路部分的輸出端，而分計(jì)數(shù)電路的個(gè)位計(jì)數(shù)器74LS90的14腳本該接校時(shí)電路，但是由于校時(shí)電路作為最后調(diào)試的電路， 所以在調(diào)試中74LS90的14腳與單次脈沖連接。調(diào)試的結(jié)果是：這部分的結(jié)果與秒計(jì)數(shù)電路部分的結(jié)果一樣。 校時(shí)電路部分在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)中，需要用到兩個(gè)校時(shí)電路，兩個(gè)校時(shí)電路的功能相同，它們不同的是在電路的設(shè)計(jì)時(shí)，校分電路比校時(shí)電路少一個(gè)反相器，這是因?yàn)?4LS191為高電平有效而74LS90為低電平有效。調(diào)試的結(jié)果是：當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，分計(jì)數(shù)電路，小時(shí)計(jì)數(shù)電路正常計(jì)數(shù)，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)。只是有時(shí)松開按鍵時(shí)，較時(shí)

27、數(shù)會(huì)有點(diǎn)誤變化，經(jīng)過仔細(xì)分析，確定是由于在松按鍵時(shí)產(chǎn)生了抖動(dòng)，如果接上R-S觸發(fā)器就能夠消抖。2.2 擴(kuò)展電路部分?jǐn)U展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下，才能完成的。有些也可模擬調(diào)試。 定時(shí)控制擴(kuò)展部分的調(diào)試是在主體部分正確的情況下，才能完成的。單獨(dú)在實(shí)驗(yàn)箱上可以調(diào)試其電路的輸入就用模擬開關(guān)輸入高低電平。只要在輸入的變化下能夠控制風(fēng)鳴器工作就行。因?yàn)檫@部分的電路比較簡(jiǎn)單、原理也不難。所以這部分調(diào)試很快，一切很順利。 仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)這部分也比較簡(jiǎn)單，只是有兩個(gè)音頻信號(hào)（1KHZ、500HZ）要發(fā)出高、底聲音。其余的就是來自主體部分的控制信號(hào)，這也用模擬開關(guān)輸入高低電平，能夠使其音響電路發(fā)聲，

28、就沒有問題。在調(diào)試時(shí)這部分也比較順利。 自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)這部分電路就較復(fù)雜了，用模擬開關(guān)的電平輸入來代替小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸入，用一單次正脈沖來代替分的十位進(jìn)位的反相脈沖。第一次調(diào)試時(shí)，音響電路沒有發(fā)是聲，經(jīng)過仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)74LS74的電源和地之間被擊穿，換了一個(gè)74LS74后，音響電路發(fā)出了聲。 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)這部分電路是在自動(dòng)報(bào)時(shí)的功能上，增加一觸發(fā)脈沖控制電路，在這里用的是555集成電路組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生單穩(wěn)態(tài)脈沖。其經(jīng)過偶數(shù)4次反向器延時(shí)后，用其來代替分十的進(jìn)位脈沖，而觸發(fā)器的觸發(fā)端接D觸發(fā)器的RD端。第一次調(diào)試時(shí)，音響電路不受觸摸脈沖的影響，它是一直都響，經(jīng)過分析后，確定是觸發(fā)器D沒

29、有輸出控制信號(hào)。檢查發(fā)現(xiàn)觸發(fā)器的2（D）腳和6（/Q）腳沒有連接好，接上后，音響就受觸摸信號(hào)的控制了，說明其正常。以上的調(diào)試都是單獨(dú)在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的。為了整體能調(diào)試成功，我焊接了個(gè)整體電路來調(diào)試，基本上也沒有什么問題。就是布線太困難了，并且很容易出錯(cuò)。我用的是排線，但是排線容易斷。這給完成整體焊接電路帶來了很多困難，先焊上的線，很可能在稍后就被折斷了，所以布線也不是很規(guī)范了。圖-1 焊接的調(diào)試電路正面圖有了以上在數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱的調(diào)試，在焊接電路的調(diào)試就很容易了，主體電路的功能接上電源后就能實(shí)現(xiàn)：能顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間；小時(shí)的計(jì)數(shù)為“12翻1”，分和秒的計(jì)時(shí)為60進(jìn)位；能夠校時(shí)、分。擴(kuò)展部分：定時(shí)控

30、制；仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)；自動(dòng)報(bào)正點(diǎn)時(shí)數(shù)，都能實(shí)現(xiàn)。但是觸摸報(bào)正點(diǎn)時(shí)數(shù)不能很好的實(shí)現(xiàn)，一觸摸它就不停止的響，不是在報(bào)正點(diǎn)時(shí)數(shù)。后經(jīng)過是D觸發(fā)器沒有輸出，用萬用表測(cè)試D觸發(fā)器的5腳一直都為高電平，后發(fā)現(xiàn)D的1腳的觸發(fā)開關(guān)與地之間沒有接上，接上后調(diào)試，能實(shí)現(xiàn)。原設(shè)計(jì)的振源用的是32768HZ的晶振，它要得到基準(zhǔn)脈沖要經(jīng)過15級(jí)二分頻，才能得到1HZ的脈沖。而我后采用1MHZ的晶振只需用CD4518經(jīng)過六次十分頻就能得到1HZ的基準(zhǔn)脈沖。這樣所需的集成塊還少些，帶來的時(shí)間延時(shí)也就少些。所以最后我還在印制板的外面加一小板這樣作為整個(gè)電路的振源。最后在我制的印制板上調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其沒有反應(yīng)。用萬用表的二極管檔測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其電源沒有接通，逐級(jí)測(cè)試，查出是VCC與+5V的電源沒有接通。當(dāng)接上時(shí)調(diào)試，一切都能夠?qū)崿F(xiàn)。下圖為制的印制板圖：圖2.2.4-2 印制板圖本電源的紋波電流很小，為很小，為0.001V,有時(shí)甚至為0V。滿足需要。能向總