預(yù)設(shè)計報告材料材料2

實用標(biāo)準(zhǔn)文案課程設(shè)計——預(yù)設(shè)計報告設(shè)計題目：數(shù)字鐘設(shè)計學(xué)院：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案一、 題目：數(shù)字鐘設(shè)計二、 設(shè)計指標(biāo)：1.顯示時、分、秒。2.可以24小時制或12小時制。3.具有校時功能，可以對小時和分單獨校時，對分校時的時候，停止分向小時進(jìn)位。校時時鐘源可以手動輸入或借用電路中的時鐘。4.具有正點報時功能，正點前 10秒開始，蜂鳴器 1秒響1秒停地響5次。5.為了保證計時準(zhǔn)確、穩(wěn)定，由晶體振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時間的基準(zhǔn)信號。三、設(shè)計要求：1.畫出總體設(shè)計框圖，以說明數(shù)字鐘由哪些相對獨立的功能模塊組成，標(biāo)出各個模塊之間互相聯(lián)系，時鐘信號傳輸路徑、方向和頻率變化。并以文字對原理作輔助說明。2.設(shè)計各個功能模塊的電路圖，加上原理說明。3.選擇合適的元器件，在面包上接線驗證、調(diào)試各個功能模塊的電路，在接線驗證時設(shè)計、選擇合適的輸入信號和輸出方式， 在充分電路正確性同時，輸入信號和輸出方式要便于電路的測試和故障排除。4.在驗證各個功能模塊基礎(chǔ)上，對整個電路的元器件和布線，進(jìn)行合理布局，進(jìn)行整個數(shù)字鐘電路的接線調(diào)試。四、設(shè)計原理及方框圖精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成數(shù)字鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為 23時59分59秒，另外應(yīng)有校時功能和一些顯示星期、報時、停電查看時間等附加功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”，“星期”計數(shù)器、校時電路、報時電路和振蕩器組成。數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（ 1HZ）進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間 （如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的 1HZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案圖3-1所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖⑴晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Ｈz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。⑵分頻器電路分頻器電路將32768Ｈz的高頻方波信號經(jīng) 32768（ ）次分頻后得到1Hz的方波信號供秒計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。分頻器實際上也就是計數(shù)器。⑶時間計數(shù)器電路時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、 分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案位計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為 60進(jìn)制計數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計要求，時個位和時十位計數(shù)器為 12進(jìn)制計數(shù)器。⑷譯碼驅(qū)動電路譯碼驅(qū)動電路將計數(shù)器輸出的 8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。⑸數(shù)碼管數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（ LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設(shè)計提供的為LED數(shù)碼管。2．?dāng)?shù)字鐘的工作原理１）晶體振蕩器電路晶體振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時鐘的核心，它保證了時鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。圖3-2所示電路通過ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩電路，這個電路中，ＣＭＯＳ非門Ｕ１與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，Ｕ２實現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。 輸出反饋電阻Ｒ１為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個高增益的反相放大器。電容Ｃ１、Ｃ２與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò)， 完成對振蕩頻率的控制功能，同時提供了一個１８０度相移， 從而和非門構(gòu)成一個正反饋精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性， 從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。晶體XTAL的頻率選為32768HZ。該元件專為數(shù)字鐘電路而設(shè)計， 其頻率較低，有利于減少分頻器級數(shù)。從有關(guān)手冊中，可查得C1、C2均為30pF。當(dāng)要求頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度更高時，還可接入校正電容并采取溫度補(bǔ)償措施。由于CMOS電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻 R1可選為10MΩ。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性，非門