多功能數(shù)字鐘設(shè)計與制作

第一章設(shè)計任務(wù)和要求1.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計一個多功能電子鐘1.2設(shè)計基本要求（1）數(shù)字形式顯示時、分、秒，在分和秒之間顯示“：”，并按1次/秒的速度閃爍；（2）以24小時為一個計時周期；（3）有校時功能，能夠在任何時刻對電子鐘進行方便的校正；（4）整點時刻通過揚聲器給出提示（發(fā)揮部分）；（5）按照以上技術(shù)要求設(shè)計電路，使其具備所要求的邏輯功能。對設(shè)計的電路用Multisim進行必要的仿真、計算參數(shù)、安裝、調(diào)試電路、繪制電路圖；第二章系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)設(shè)計方案拿到課題后，我們首先將《數(shù)字電子技術(shù)》中有關(guān)本次設(shè)計的內(nèi)容復(fù)習(xí)了一遍，比如七段譯碼顯示器、計數(shù)器、振蕩器等等。然后根據(jù)設(shè)計要求，我去圖書館查閱了相關(guān)的資料，對整體框架做了一個初步的了解。做完準(zhǔn)備工作后就正式開始設(shè)計、仿真及繪圖。先將秒、分和時分別設(shè)計出來，再進行整體排版、連接。2.2系統(tǒng)構(gòu)思及其工作原理這次設(shè)計讓我熟練掌握了課本上的一些理論知識。我選用的是74LS160十進制脈沖計數(shù)器、4511BD譯碼器及一些必要的與門、或門、非門等器件，我使用的振蕩器是由555定時器與RC組成的，用來得到1Hz脈沖。數(shù)字鐘計時周期是24小時，因此必須設(shè)置24小時計數(shù)器，我用74LS160十進制脈沖計數(shù)器、4511BD譯碼器和振蕩器作為時計數(shù)器、分計數(shù)器、秒計數(shù)器發(fā)生電路的元器件，同時由七段數(shù)碼管顯示。為使數(shù)字鐘走時與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，校時電路是必不可少的，設(shè)計中采用開關(guān)控制校時直接用秒脈沖先后對“時”“分”“秒”計數(shù)器進行校時操作。第三章元器件的選擇3.1CD4511顯示譯碼器（1）CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼—七段碼譯碼器，特點如下：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。CD4511引腳圖：圖3—1CD4511引腳圖其功能介紹如下：BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。

LT：3腳是測試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0時，譯碼輸出全為1，不管輸入

DCBA

狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。

LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時，允許譯碼輸出。LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。

A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。

a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。

CD4511的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作。CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級，通常用以驅(qū)動LED。其引腳圖如3-2所示。

各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分別表示

a、b、c、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。（2）CD4511的工作原理譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)。

當(dāng)LE為“0”電平導(dǎo)通，TG2截止；當(dāng)LE為“1”電平時，TG1截止，TG2導(dǎo)通，此時有鎖存作用。譯碼

CD4511譯碼用兩級或非門擔(dān)任，為了簡化線路，先用二輸入端與非門對輸入數(shù)

據(jù)B、C進行組合，得出、、、四項，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。

（4）消隱

BI為消隱功能端，該端施加某一電平后，迫使B端輸出為低電平，字形消隱。消隱控制電路如圖3-4所示。

消隱輸出J的電平為J=

=（C+B）D+BI

如不考慮消隱BI項，便得J=（B+C）D

據(jù)上式，當(dāng)輸入BCD代碼從10101111時，J端都為“1”電平，從而使顯示器中的字形消隱。8421BCD碼對應(yīng)的顯示見下圖

：圖3—3LED顯示圖圖3—4消隱控制電路圖

輸

入輸

出LEBILIDCBAabcdefg顯示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隱01100001111110001100010110000101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011111601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隱01110110000000消隱01111000000000消隱01111010000000消隱01111100000000消隱01111110000000消隱111XXXX鎖

存鎖存表3-5CD4511的真值表3.2石英振動器簡稱晶振，它是利用具有電壓效應(yīng)的石英晶體片制成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用會產(chǎn)生機械振動，當(dāng)交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應(yīng)。利用這種特性，就可以用石英諧振取代LC（線圈和電容）諧振回路、濾波器等。由于石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩(wěn)定度高等優(yōu)點，因此秒脈沖用石英晶體多諧振蕩器產(chǎn)生。秒脈沖信號發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定性決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生脈沖信號。振蕩器：利用石英晶體與RC構(gòu)成的多諧振蕩器，經(jīng)過CD4060、74LS74獲得1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。其電路圖如下振蕩電路原理圖振蕩電路Multisim仿真波形3.374LS160十進制計數(shù)器74LS160

芯片同步十進制計數(shù)器（直接清零）

·用于快速計數(shù)的內(nèi)部超前進位

·用于n

位級聯(lián)的進位輸出

·同步可編程序

·有置數(shù)控制線

·二極管箝位輸入

·直接清零

·同步計數(shù)

本電路是由4

個主從觸發(fā)器和用作除2計數(shù)器及計數(shù)周期長度為除5的3位2進制計數(shù)器所用的附加選通所組成。有選通的零復(fù)位和置9輸入。為了利用本計數(shù)器的最大計數(shù)長度（十進制），可將B輸入同QA

輸出連接，輸入計數(shù)脈沖可加到輸入A上，此時輸出就如相應(yīng)的功能表上所要求的那樣。LS90可以獲得對稱的十分頻計數(shù)，辦法是將QD

輸出接到A輸入端，并把輸入計數(shù)脈沖加到B輸入端，在QA輸出端處產(chǎn)生對稱的十分頻方波。引腳功能表：圖3—9引腳功能表開關(guān)選擇方式真值表：*SRPECETCEP工作模式0xxx清零10xx置數(shù)1111計數(shù)110x保持11x0保持圖3—10開關(guān)選擇方式真值表引腳圖：圖3—11引腳圖邏輯圖：圖3—12邏輯圖3.474HC04六反相器引腳功能表：圖3—13引腳功能表真值表：輸入輸出AY0110圖3—14真值表使用要求：電源電壓

-0.5

to

+7.0V

直流輸入電壓

-1.5

to

Vcc+1.5V

直流輸出電壓

-0.5

to

Vcc+0.5V

鉗位二極管電流

±20mA

直流輸出電流每個引腳（輸出）

±25mA

功耗

600mW

3.574LS20P2-4輸入與非門實物圖：圖3—15實物圖功能引腳圖：圖3—16引腳圖真值表：輸入輸出ABCDY00001000110010100111010010101101101011111000110011101011011111001110111110111110圖3—17真值表3.674HC084-2輸入與門4—2輸入與門簡要說明：74HC08為四組2輸入端與門引出端符號1A-4A輸入端1B-4B輸入端1Y-4Y輸出端74HC08引腳圖：圖3—18引腳圖74HC08功能表：Y=AB輸入輸出ABY000010100111圖3—20真值表極限值：電源電壓——7v輸入電壓——5.5vA-B間電壓——5.5v輸出截止電壓——7v工作環(huán)境——（0~70攝氏度）存儲溫度——（—65~150攝氏度）3.774HC004-2與非門二輸入端四與非門74HC00引腳圖及功能表：圖3—21引腳圖真值表：ABY001011101110圖3—22真值表極限值：電源電壓：-0.5~+7v直流輸入電壓：-0.5~+7.5v直流輸出電壓：-0.5~+7.5v直流輸出電流：+-25mA功耗：0.5W儲藏溫度：-65~+150攝氏度焊接溫度：300攝氏度第四章單元電路設(shè)計4.1“時”、“分”、“秒”發(fā)生電路4.1.1“秒”實現(xiàn)電路設(shè)計“秒”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，通常用晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率信號經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的“秒”脈沖。但由于實驗器材條件受限，本實驗只得采用555多諧振蕩器獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖4-1所示。圖4—1“秒”脈沖發(fā)生器4.1.2“分”實現(xiàn)電路設(shè)計“分”計數(shù)器同秒計數(shù)器一樣為M=60的計數(shù)器，即顯示00～59，采用中規(guī)模集成電路雙十進制計數(shù)器至少需要2片，因為10

<

M

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100。它的個位為十進制，十位為六進制。與“秒”實現(xiàn)電路一樣用兩片74LS160芯片實現(xiàn)，個位為十進制，十位為六進制。當(dāng)秒計數(shù)器十位計數(shù)至0110時清零，達到0000時產(chǎn)生下降沿脈沖送入分計數(shù)器的個位開始計數(shù)。當(dāng)個位計數(shù)至1010時清零產(chǎn)生下降脈沖送給十位。十位計數(shù)至0110時繼續(xù)清零。4.1.3“時”實現(xiàn)電路設(shè)計“時”為二十四進制計數(shù)器，顯示為00～23，個位仍為十進制，而十位為三進制，但當(dāng)十進位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進制了。時計數(shù)進位類似于分和秒。都用74LS160芯片實現(xiàn)，譯碼器都使用CD4511。4.2“分”、“秒”之間顯示“：”電路“分”、“秒”之間“：”的顯示，它的顯示頻率與秒顯示一致，采用555多諧振蕩器獲得1Hz的脈沖輸出。電路圖如圖4—2所示。圖4—2“：”的顯示4.3 譯碼、顯示、計數(shù)電路圖4—3譯碼、顯示、計數(shù)電路圖計數(shù)模塊采用74LS160十進制計數(shù)器做“秒”脈沖計數(shù)；譯碼顯示模塊采用4511BD做譯碼，共陰極七段數(shù)碼管做顯示。4.4 手動校時電路圖4—4手動校時電路校時模塊采用手動校時方式，“時”、“分”、“秒”均可校正。4.5整點報時電路圖4—5整點報時電路整點報時模塊通過利用分鐘進位的跳變信號，給由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路觸發(fā)信號控制。第五章穩(wěn)壓電源的設(shè)計本次設(shè)計的數(shù)字鐘由于要用到+5v的直流穩(wěn)壓電源，所以首先要設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源的功能要求：輸入220v交流電壓，輸出+5v直流電壓，且輸出電壓穩(wěn)定，能夠使數(shù)字鐘正常運行。5.1設(shè)計所需器材和工具表5—1元件名稱元件型號元件數(shù)量元件封裝元件說明變壓器220v/9v110w左右降壓變壓器電解電容100uF2耐壓極性電容器電阻2KΩ116v/25v電阻集成穩(wěn)壓器7501AXIAL0.4集成穩(wěn)壓器整流橋堆210w1三端整流5.2設(shè)計內(nèi)容及步驟直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器，整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并實現(xiàn)+5V電壓穩(wěn)定輸出。（1）電路原理考慮到直流電流電源，我們用四個1N40007晶體管構(gòu)成橋式整流橋，將220vHz的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以電容元件進行整流，因為最終要得到+5v直流穩(wěn)壓電壓，所以選用LM7805。（2）變壓器變壓220v交流電端子連一個降壓變壓器把電壓值降到8v左右如下圖：圖5—1（3）單相橋式全波整流電路圖5—2（4）電容濾波本設(shè)計我們使用電容濾波，濾波后，輸出電壓平均值增大，脈動變小。C越大，RL越大，時間常數(shù)越大，放電越慢，脈動越小，（5）直流穩(wěn)壓因為要輸出5v的電壓所以選用LM7805三端穩(wěn)壓器件（6）總電路電路原理圖如下圖所示：圖5—3穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖5—3所示電路為輸出電壓+5v、輸出電流1.5A的穩(wěn)壓電源。它由電源變壓器T，橋式整流電路D1~D4,濾波電容C1、C3和一只固定式三端穩(wěn)壓器（7805）極為簡捷方便的搭成的。220v交流市電通過變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路D1~D4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個并不穩(wěn)定的直流電壓。此直流電壓，經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定性好的直流輸出電壓。此穩(wěn)壓電源可作為數(shù)字鐘的如入電壓。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。第六章電路的安裝、調(diào)試與測試6.1電路的安裝、調(diào)試與測試6.1.1電路設(shè)計及焊接在仿真完成之后，開始電路的安裝和調(diào)試。在拿到了工具的和器材之后，首先對各元器件進行測試，檢查是否芯片存在問題。在確認(rèn)沒有問題之后，就可以按照布線方案來進行布線了。我的布線方案：首先安裝驅(qū)動和計數(shù)模塊。對譯碼驅(qū)動電路和計數(shù)電路同時布線，但是，先只進行它的一個顯示管和一塊CD4518安裝，當(dāng)驗證產(chǎn)生的計數(shù)沒有問題時，才盡一步對它進行擴展，安裝秒的十位，分的個位和十位，以及時的個位和十位，并進行檢驗，再次安裝的模塊是校時模塊。然后和計數(shù)模塊相連接。的設(shè)計我覺得在數(shù)字電子的設(shè)計中是常見的。一種典型的接法。最后要接的是整點報時電路。我們原方案是讓整點報時每隔2秒發(fā)一次聲，4次低電平驅(qū)動，一次高電平驅(qū)動，但由于電路復(fù)雜，加重焊接難度，最終我們將整點報時方案修改為，把分鐘的進位產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖信號給由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，這樣，單穩(wěn)態(tài)電路輸出一段時間的高電平驅(qū)動蜂鳴器鳴叫。完成了布線的過程之后，就是一個綜合的測試，由于在各個模塊的安裝，布線的認(rèn)真和有條理性，綜合測試，一次成功。在檢測面包板狀況的過程中,出現(xiàn)本該相通的地方卻未通的狀況,,經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)主要是由于接觸不良的問題,其中包括線的接觸不良和芯片的接觸不良,發(fā)現(xiàn)沒有脈沖信號產(chǎn)生，但是，當(dāng)用手接觸晶振時，就會產(chǎn)生信號脈沖。后來查閱了相關(guān)的資料，最終在晶振的表面固定了一段鋼絲，脈沖就可以自動發(fā)生了。6.2調(diào)試過程中出現(xiàn)問題級解決方法在仿真結(jié)果出來后我們就統(tǒng)計要用的所有元器件進行采購，緊接著就設(shè)計電路及進行焊接工作。在完成了三分之一的焊接工作后，我們迫不及待地想知道我們的努力成果，緊接著就進行了第一次測試。（1）亂碼問題：在安裝好芯片后，緊張的開始第一次測試，從0到9我們很興奮的期待著，從10以后讓人大失所望，一堆亂碼讓人心情很沉痛，兩天的努力，我們卻查不出問題所在，最后詢問了一個電氣的和我們課題一樣的同學(xué)，他說可能是芯片問題。接著我們在電腦上進行了針對74LS161的仿真，結(jié)果果然和我們的亂碼出現(xiàn)順序一樣，所以問題應(yīng)該是我們買的芯片是用74LS161翻新的。最后在換了芯片后結(jié)果令人振奮。分秒不動：測試完“秒”后，我們趁熱打鐵，趕工接完了“分”的線，又一次見證成果的時刻，三個人都很激動，插上電源后，靜待結(jié)果，然而眼前呈現(xiàn)出來的一幕讓人大跌眼鏡，“分”和“秒”都“00”：“00”，只有中間的“：”以頻率為“1Hz”閃爍著，所有人都在苦思冥想問題的出處，明明早上測試的“秒”好好的到了晚上就怎么都不對了？最后在端詳了幾遍電路板后才發(fā)現(xiàn)信號源那邊斷接了，所以一直沒有脈沖信號。在接上后我們迫不及待地拿去測試，在60秒以后所有人都在期待著“分”的進位，在我們的歡呼聲中，“分”進位了，終于，我們的辛苦沒有白費。第七章總結(jié)與心得體會7.1數(shù)字鐘在生活中的應(yīng)用數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，已得到廣泛的使用。數(shù)字鐘的設(shè)計方法有許多種,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；還可以利用單片機來實現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有其特點，其中利用單片機實現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活，并便于功能的擴展。（1）數(shù)字鐘的分類常見的數(shù)字鐘都是24小時計時法，組成結(jié)構(gòu)是24時：00分。還有12小時計時法12上午（下午）x：00分，其中

x小于等于12（包括12時），不小于0。還有一些特殊的時間，如：午夜12點，可記作：24:00或0:00（二十四小時計時法）凌晨為0:00-1:00下午12:00-1:00(十二小時計時法)單片數(shù)字鐘與多功能數(shù)字鐘的區(qū)分：a:單片數(shù)字鐘近年來隨著計算機在社會領(lǐng)域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機的應(yīng)用越來越普及了，并且由于它具有功能強，體積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，使單片機在電子和一些自動化行業(yè)中應(yīng)用也越來越廣泛了。數(shù)字鐘的組成模塊主要由一個AT89C51單片機模塊、用于放大信號來驅(qū)動數(shù)碼管顯示的SN74LS244N、用于顯示時間的數(shù)碼管顯示模塊、還有用于復(fù)位的按鍵部分，還有電源等部分組成。b:多功能數(shù)字鐘(一)基本功能：1.計時要12翻1，分，秒60進制。2.準(zhǔn)確計時，以數(shù)字形式顯示時分秒的時間。3.校正時間。(二)擴展功能：1.定時控制。2.仿廣播電臺報時功能。3.自動整點報時。4.觸摸整點報時。(三)音樂功能：到點會自動報時，有音樂享受。(2)用途可用中小規(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；還可以利用單片機來實現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有其特點，其中利用單片機實現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活，并便于功能的擴展，很精確。(3)工作原理單片機通過了3只74HC164串行－并行轉(zhuǎn)換芯片后，驅(qū)動時鐘屏幕，因為時鐘屏幕的極性是共陰極，數(shù)字電路鐘點(3張)所以必須使用“74HC”電路而不能使用“74LS”電路，后者的高電平驅(qū)動能力很差！這里的3只74HC164芯片，自身屬于串行輸入，而從單片機一則看過去，3只芯片驅(qū)動方式則是并行驅(qū)動，這樣可以避免每次傳送新的顯示數(shù)據(jù)時，都需要從頭到尾傳送24個筆段數(shù)據(jù)。目前的傳送方式可以只是傳送已經(jīng)變化了的顯示數(shù)據(jù)。晶體頻率使用的是32768HZ，這種低頻率時基，對掉電保護的電池耗電關(guān)系極大，HT48R10A單片機具有的“RTC”實時時鐘的功能，大大方便了電路設(shè)計。按照常規(guī)，在如此低的頻率下，對單片機的指令執(zhí)行速度會有矛盾，但是，這種單片機卻能夠讓程序運行時使用“內(nèi)部RC”振蕩頻率而僅僅是時鐘部分使用32768HZ頻率，這樣，就可以選擇“內(nèi)部RC”高達數(shù)MHZ的指令運行頻率而不用理會時鐘走時頻率，兩者依靠這種特有的“RTC”功能獲得了很理想的配合。當(dāng)進入電池掉電保護的時候，可以令電池耗電維持在僅僅數(shù)十uA的水平，一只60mAh的掉電保護電池，就可以讓掉電保護時間長達幾個月之久！進入掉電保護后，屏幕不顯示，所有按鈕和控制功能暫時失效，僅僅實時時鐘仍然繼續(xù)走時。當(dāng)外部主電源恢復(fù)供電后，所有功能自動恢復(fù)，實時時鐘無需調(diào)整。單片機的15P是復(fù)位引腳，當(dāng)上電時或者程序運行發(fā)生異常時，可以通過此引腳讓程序重新運行。但是，一般地，單片機本身具有“看門狗”自動復(fù)位功能，可以快速地自動對程序運行異常進行復(fù)位，人們幾乎覺察不到它的復(fù)位影響。單片機的10P引腳安排為專門檢測外部供電是否正常，當(dāng)外部5V供電掉電后，單片機將立即進入掉電保護狀態(tài)，而在電路中電源能量還沒有完全消耗盡之前，程序也必須搶先對各個端口進行配置，以便進入低電源消耗狀態(tài)。電路圖中有兩個輸出端口，一個是“睡眠”控制輸出端口，它只有在開始倒計時的時候才會輸出高電平；另一個時“定時”輸出端口，它只有在到達定時時間的時候才會輸出高電平。合理地利用這兩個輸出，就能夠安排一些簡單的自動控制，例如，可以利用“睡眠”的倒計時功能來給電孵化行業(yè)的“自動翻蛋”使用，利用“定時”功能來作為一只“電子鬧鐘”等等。電路中，屏幕的公共引腳接有一只NPN小功率三極管，這主要是在單片機對74HC164傳送數(shù)據(jù)時，臨時關(guān)閉顯示屏幕的供電以免產(chǎn)生“鬼影”，同時，在掉電保護時則可以完全關(guān)閉屏幕的供電。單片機預(yù)留了兩個端口沒有使用，這里可以在將來安排外接電存儲器，以便派生例如電子打鈴儀或者多次定時數(shù)據(jù)存儲，成為功能更加豐富的時鐘品種。各個按鈕的使用說明：(請參考印刷板圖)。各按鍵在印刷板上的編號與單片機芯片引腳和功能關(guān)系，請參考下面表格。其中，標(biāo)注“G”的焊盤是電路供電的參考點，即5V電源的負極，俗稱“地線”。所有按鍵都是需要與這個“G”接通的時候（需要串入1K左右電阻），該按鍵才算是“被按下”。當(dāng)這個“G”引出到按鍵板時，需要在它上面串接一只1K左右的電阻，不要直接讓其與各按鍵引腳直接“短接”，以防止芯片內(nèi)部引腳損壞?？偨Y(jié)通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作的課程設(shè)計，讓我了解了設(shè)計電路的程序Multisim，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設(shè)計時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計方法。

通過這次學(xué)習(xí)，讓我對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操作才會有深刻理解。

這次電子技術(shù)課程設(shè)計，我很用心的去完成，當(dāng)總原理圖繪好的那一刻，心里有說不出的滿足感。從這次課程設(shè)計中，我真正學(xué)到了很多有用的知識。在這次課程設(shè)計中，另我最有成就感的是整點報時電路的設(shè)計。剛開始還真不知道怎么下手，找了一些資料但看不大懂，而且不知道怎樣將報時電路與總原理圖連接。我和我們組的同學(xué)一起討論分析，仔細研究資料，終于把整點報時電路高清楚了。原本認(rèn)為很清楚的知識點在做課設(shè)的時候突然變得很模糊，比如怎么使用晶振產(chǎn)生脈沖，以及怎么分頻；還有原方案中采用74LS160作為計數(shù)器，但是74LS160價錢太高，選用哪款較好等一系列的問題。但是最終我們還是克服了困難，并順利解決。課程設(shè)計是一個學(xué)習(xí)新知識、鞏固加深所學(xué)課本理論知識的過程，它培養(yǎng)了我們綜合運用知識的能力，獨立思考和解決問題的能力。它不僅加深了我對電子技術(shù)課程的理解，還讓我感受到了設(shè)計電路的樂趣。在這次設(shè)計中，我一點也不怕麻煩，反復(fù)設(shè)計、繪圖與修改，就是希望能把這次課程設(shè)計做好。因此對我來說，這次課程設(shè)計是非常有意義的。參考文獻[1]康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M]北京：高等教育出版社，2000，7[2]童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]北京：高等教育出版社，2000，10[3]成立數(shù)字電子技術(shù)[M]北京：機械工業(yè)出版社，2004，1[4]閻石數(shù)字電子技術(shù)[M]北京：高等教育出版社，2000，5[5]畢滿清電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計（第三版）[M]北京：機械工業(yè)出版社，2005，7[6]謝自美電子線路設(shè)計·實驗·測試（第四版）[M]北京：高等教育出版社，2000，3[7]趙曙光可編程器件原理、開發(fā)及應(yīng)用[M]西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006，6附錄I：序號名稱代號規(guī)格/型號數(shù)量1電阻R1~R44470Ω442電阻R4551KΩ13電阻R4643kΩ14電阻R47~R49100KΩ35電容C110uF16電容C20.01uF17LED燈L1、L21W28譯碼器74LS16069一輸入非門74HC04111數(shù)碼管CD4511612二輸入與門74HC08213二輸入或門74HC32N114二輸入與非門74HC00116555定時器CM5551基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應(yīng)用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計基于單片機技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機的設(shè)計與實現(xiàn)基于單片機的公寓用電智能管理系統(tǒng)設(shè)計基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設(shè)計與實現(xiàn)基于M