第一篇：電子鐘課程設(shè)計(jì)心得

這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，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(jì)中，我真正學(xué)到了很多有用的知識。

拿到課題后，我首先將《數(shù)字電子技術(shù)》中有關(guān)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容復(fù)習(xí)了一遍，比如七段譯碼顯示器、計(jì)數(shù)器、振蕩器等等。然后根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)與繪圖。先要將沒每一功能模塊設(shè)計(jì)出來，再整體排版、連接。

這次設(shè)計(jì)讓我熟練掌握了課本上的一些理論知識，時計(jì)數(shù)器我選用的是74ls290，我覺得用它來做時計(jì)數(shù)器比較合適，教材上關(guān)于74ls290的內(nèi)容比較詳細(xì)，因而設(shè)計(jì)起來也很順手。我使用振蕩器是由555定時器與rc組成，因?yàn)閷W(xué)過555定時器的應(yīng)用，所以理解起來會容易一些。這次課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我收集資料和充分利用資料的能力，原本想用74ls290或是74161做分秒計(jì)數(shù)器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)畫出來太復(fù)雜，連線太多。通過在圖書館查到的資料，在了解了中規(guī)模計(jì)數(shù)器74ls90的功能后，我認(rèn)為選用它做分、秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)出來比較簡單。還有校時電路的設(shè)計(jì)，我查到了關(guān)于這方面內(nèi)容的詳細(xì)資料，通過對資料的理解和分析，弄動其工作原理后，我設(shè)計(jì)出所須的電路。

在這次課程設(shè)計(jì)中，另我最有成就感的是整點(diǎn)報時電路的設(shè)計(jì)。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(xì)研究資料，終于把整點(diǎn)報時電路高清楚了。回過頭來一想，其實(shí)設(shè)計(jì)這些電路也并不是很困難，而且還十分有意思。唯一遺憾的是沒有將總原理圖用protel話出來，因?yàn)闀r間關(guān)系只畫了幾個局部圖。

課程設(shè)計(jì)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(yùn)用知識的能力，獨(dú)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(jì)電路的樂趣。在這次設(shè)計(jì)中，我一點(diǎn)也不怕麻煩，反復(fù)設(shè)計(jì)、繪圖與修改，就是希望能把這次課程設(shè)計(jì)做好。因此對我來說，這次課程設(shè)計(jì)是非常有意義的。

電子鐘課程設(shè)計(jì)心得（2）：

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求

（1）設(shè)計(jì)指標(biāo)

①時間以12小時為一個周期；

②顯示時、分、秒；

③具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間；

④計(jì)時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報時；

⑤為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。

（2）設(shè)計(jì)要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（4）編寫設(shè)計(jì)報告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)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。

（a）數(shù)字鐘組成框圖

2．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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ttl門電路構(gòu)成；另一類是通過cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)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)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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。

一、設(shè)計(jì)目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求

（1）設(shè)計(jì)指標(biāo)

①時間以12小時為一個周期；

②顯示時、分、秒；

③具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間；

④計(jì)時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報時；

⑤為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。

（2）設(shè)計(jì)要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（4）編寫設(shè)計(jì)報告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)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。

（a）數(shù)字鐘組成框圖

2．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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ttl門電路構(gòu)成；另一類是通過cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)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)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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。

（f）帶有消抖電路的校正電路

6．整點(diǎn)報時電路

電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報時，即當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。

當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的qc和qa、個位的qd和qa及秒計(jì)數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。

報時電路可選74hc30來構(gòu)成。74hc30為8輸入與非門。

四、元器件

1．四連面包板1塊（編號a45）

2．鑷子1把

3．剪刀1把

4．共陰八段數(shù)碼管6個

5．網(wǎng)絡(luò)線2米/人

6．cd4511集成塊6塊

7．cd4060集成塊1塊

8．74hc390集成塊3塊

9．74hc51集成塊1塊

10．74hc00集成塊4塊

11．74hc30集成塊1塊

12．10mω電阻5個

13．500ω電阻14個

14．30p電容2個

15．32.768k時鐘晶體1個

16．蜂鳴器10個（每班）

1）芯片連接圖

1)74hc00d2)cd4511

3)74hc390d4)74hc51d

2．面包板的介紹

面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。

面包板的樣式是：

面包板的注意事項(xiàng)：

1．面包板旁一般附有香蕉插座，用來輸入電壓、信號及接地。

2．上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。

3．拉線時，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。

4．面包板使用久后，有時插孔間連接銅線會發(fā)生脫落現(xiàn)象，此時要將此排插孔做記號。并不再使用。

五、各功能塊電路圖

數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，可以由許多中小規(guī)模集成電路組成，所以可以分成許多獨(dú)立的電路。

（一）六進(jìn)制電路

由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖一。

（二）十進(jìn)制電路

由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖二。

（三）六十進(jìn)制電路

由兩個數(shù)碼管、兩4511、一個74hc390與一個7400芯片組成，電路如圖三。

（四）雙六十進(jìn)制電路

由2個六十進(jìn)制連接而成，把分個位的輸入信號與秒十位的qc相連，使其產(chǎn)生進(jìn)位，電路圖如圖四。

（五）時間計(jì)數(shù)電路

由1個十二進(jìn)制電路、2個六十進(jìn)制電路組成，因上面已有一個雙六十電路，只要把它與十二進(jìn)制電路相連即可，詳細(xì)電路見圖五。

（六）校正電路

由74ch51d、74hc00d與電阻組成，校正電路有分校正和時校正兩部分，電路如圖六。

（七）晶體振蕩電路

由晶體與2個30pf電容、1個4060、一個10兆的電阻組成，芯片3腳輸出2hz的方波信號，電路如圖七。

（八）整點(diǎn)報時電路

由74hc30d和蜂鳴器組成，當(dāng)時間在59:50到59:59時，蜂鳴報時，電路如圖八。

六、總接線元件布局簡圖

整個數(shù)字鐘由時間計(jì)數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點(diǎn)報時電路組成。

其中以校正電路代替時間計(jì)數(shù)電路中的時、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時電路處于正常輸入信號時，時間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時，但當(dāng)分校正時，其不會產(chǎn)生向時進(jìn)位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨(dú)立的電路。

電路的信號輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。

簡圖如圖九。

七、芯片連接總圖

因仿真與實(shí)際元件上的差異，所以在原有的簡圖的基礎(chǔ)上，又按實(shí)際布局畫了這張按實(shí)際芯片布局的接線圖，如圖十。

八、總結(jié)

1．實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法

①面包板測試

測試面包板各觸點(diǎn)是否接通。

第二篇：電子鐘課程設(shè)計(jì)

paequ 8002h

pbequ 8004h

pccequ 8001h

ORG0000HLJMP STARTORG 001BHLJMP INT

START:MOV R0,#71HMOV R1,#06H

CLEAR:MOV @R0,#00HINC R0

DEC R1

DJNZ R1,CLEARMOV 6DH,#00MOV 6CH,#00MOV 7DH,#00ACALL MIAOMOV 7EH,#00ACALL FENMOV 7FH,#00ACALL XIAOSHIINI8255:MOV DPTR ,#8003HMOV A,#81H

MOVX @DPTR,AINIT1:MOV TMOD ,#20HMOV TL1, #06HMOV TH1,#06HSETB TR1SETB ET1SETB EA

LOOP1: LCALL DISPLAYLCALL YMYJZLOOP1MOV R1,#70H

LCALL DDCJNE A ,#0FH,LOOP1CLRTR1

LOOP2:LCALL DIR

LCALL YMYJZLOOP2;清零;8255初始化;T1初始化;判斷有無鍵按下;判斷到底哪個鍵按下;判斷有無鍵按下

LCALL DD;判斷到底哪個鍵按下，并寫進(jìn)存儲單元CJNE R1,#77H,LOOP;最后一位有沒有輸入完

SETBTR1

LCALL ZH

LJMPLOOP1

LOOP:LJMPLOOP2

INT:PUSH ACC;中斷子程序

PUSH PSW

INC 6DH

MOV A,6DH

JNZ BJ

INC 6CH

BJ:MOV A,#0A0H

CJNE A,6DH,RETURN

MOV A,#0FH

CJNE A,6CH,RETURN

MOV 6DH,#00H

MOV 6CH,#00H

MOV A,#01H

ADD A,7DH

MOV 7DH,A

ACALL MIAO

MOV A,7DH

CJNE A,#60,RETURN

MOV 7DH,#0

ACALLMIAO

INC7EH

ACALL FEN

MOV A,7EH

CJNE A,#60,RETURN

MOV7EH,#00H

ACALL FEN

INC 7FH

ACALL XIAOSHI

MOV A,7FH

CJNE A,#24,RETURN

MOV 7FH,#00H

ACALL XIAOSHI

RETURN: POP PSW

POP ACC

RETI

MIAO: MOV A,7DH

DIV AB

MOV 75H, A

MOV 76H,B

RET

FEN:MOV A,7EH

MOV B,#10

DIV AB

MOV 73H,A

MOV 74H,B

RET

XIAOSHI: MOV A,7FH

MOV B,#10

DIV AB

MOV 71H,A

MOV 72H,B

RET

ZH:;輸入值轉(zhuǎn)換并送入相應(yīng)存儲單元

MOVA, 75H

MOVB,#10

MULAB

ADD A,76H

MOV7DH,A

MOVA, 73H

MOVB,#10

MULAB

ADD A,74H

MOV 7EH,A

MOVA, 71H

MOVB,#10

MULAB

ADD A,72H

MOV 7FH,A

RET

DISPLAY: MOVA,7DH;顯示子程序

MOVB,#10

DIVAB

MOV75H,A

MOV76H,B

MOVA,7EH

DIVAB

MOV73H,A

MOV74H,B

MOVA,7FH

MOVB,#10

DIVAB

MOV71H,A

MOV72H,B

DIR:MOV R0,#76H

MOV R2,#01H

CLR C

DIR1:MOV A,R2

MOV DPTR,#pa

MOVX @DPTR,A

MOV A,@R0

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV DPTR, #pb

MOVX @DPTR,A

ACALL DELAY

DEC R0

MOV A,R2

RL A

MOV R2,A

CJNE R0,#70H,DIR1

RET

TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H

YMY:MOV DPTR,#pa;判斷有無鍵按下子程序

MOV A,#00H

MOVX @DPTR ,A

INC DPTR

mov DPTR,#pcc

MOVX A,@DPTR

CPL A

ANL A,#0FH

RET

DD:MOV R2,#0DFH;判斷到底哪個鍵按下并送入相應(yīng)單元子程序MOV R5,#4

MOV R4,#00H

LK4:MOV DPTR,#pa

MOV A,R2

MOVX @DPTR,A

INC DPTR

mov DPTR,#pcc

MOVX A,@DPTR

JB ACC.0,LINE1

MOV A,#00H

AJMP LKP

LINE1:JB ACC.1,LINE2

MOV A,#04H

AJMP LKP

LINE2:JB ACC.2,LINE3

MOV A,#08H

AJMP LKP

LINE3:JB ACC.3,NEXT

MOV A,#0CH

LKP:ADD A,R4

ACALL KEYIN

PUSH ACC

LK3:ACALL YMY

JNZ LK3

POP ACC

RET

NEXT:INC R4

MOV A,R2

RR A

MOV R2,A

DJNZ R5,LK4

KEND:RET

KEYIN:

MOVDPTR,#KEYTAB

MOVCA,@A+DPTR

MOV@R1,A

INCR1

RET

DELAY: MOV R7,#02H

DE:MOV R6,#0FFH

DJNZ R6, $

DJNZ R7,DE

RET

KEYTAB: DB 00H,0FH,0EH,0DH

DB 01H,02H,03H,0CH

DB 04H,05H,06H,0BH

DB 07H,08H,09H,0AH

END

;本程序用到的8255是這樣接的：PA口接位選信號，也是列信號，;PB口接七段數(shù)碼管，PC口只用到其低四位，接行信號。

;通過改變8255的初始化，接法不固定。

;運(yùn)行時，F(xiàn)鍵可設(shè)置時間值（先停后設(shè)置）

第三篇：電子鐘課程設(shè)計(jì)心得

電子鐘課程設(shè)計(jì)心得

這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，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(jì)中，我真正學(xué)到了很多有用的知識。

拿到課題后，我首先將《數(shù)字電子技術(shù)》中有關(guān)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容復(fù)習(xí)了一遍，比如七段譯碼顯示器、計(jì)數(shù)器、振蕩器等等。然后根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)與繪圖。先要將沒每一功能模塊設(shè)計(jì)出來，再整體排版、連接。

這次設(shè)計(jì)讓我熟練掌握了課本上的一些理論知識，時計(jì)數(shù)器我選用的是74ls290，我覺得用它來做時計(jì)數(shù)器比較合適，教材上關(guān)于74ls290的內(nèi)容比較詳細(xì)，因而設(shè)計(jì)起來也很順手。我使用振蕩器是由555定時器與rc組成，因?yàn)閷W(xué)過555定時器的應(yīng)用，所以理解起來會容易一些。這次課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)了我收集資料和充分利用資料的能力，原本想用74ls290或是74161做分秒計(jì)數(shù)器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)畫出來太復(fù)雜，連線太多。通過在圖書館查到的資料，在了解了中規(guī)模計(jì)數(shù)器74ls90的功能后，我認(rèn)為選用它做分、秒計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)出來比較簡單。還有校時電路的設(shè)計(jì)，我查到了關(guān)于這方面內(nèi)容的詳細(xì)資料，通過對資料的理解和分析，弄動其工作原理后，我設(shè)計(jì)出所須的電路。在這次課程設(shè)計(jì)中，另我最有成就感的是整點(diǎn)報時電路的設(shè)計(jì)。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(xì)研究資料，終于把整點(diǎn)報時電路高清楚了。回過頭來一想，其實(shí)設(shè)計(jì)這些電路也并不是很困難，而且還十分有意思。唯一遺憾的是沒有將總原理圖用protel話出來，因?yàn)闀r間關(guān)系只畫了幾個局部圖。

課程設(shè)計(jì)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(yùn)用知識的能力，獨(dú)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(jì)電路的樂趣。在這次設(shè)計(jì)中，我一點(diǎn)也不怕麻煩，反復(fù)設(shè)計(jì)、繪圖與修改，就是希望能把這次課程設(shè)計(jì)做好。因此對我來說，這次課程設(shè)計(jì)是非常有意義的。電子鐘課程設(shè)計(jì)心得（2）：

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)指標(biāo) ①時間以12小時為一個周期； ②顯示時、分、秒； ③具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間； ④計(jì)時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報時； ⑤為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。（2）設(shè)計(jì)要求 ①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）； ②元器件及參數(shù)選擇； ③電路仿真與調(diào)試； ④pcb文件生成與打印輸出。（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。（4）編寫設(shè)計(jì)報告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖 1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)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。（a）數(shù)字鐘組成框圖 2．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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ttl門電路構(gòu)成；另一類是通過cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)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)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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。

一、設(shè)計(jì)目的 數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)指標(biāo) ①時間以12小時為一個周期； ②顯示時、分、秒； ③具有校時功能，可以分別對時及分進(jìn)行單獨(dú)校時，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時間； ④計(jì)時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報時； ⑤為了保證計(jì)時的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時間基準(zhǔn)信號。（2）設(shè)計(jì)要求 ①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）； ②元器件及參數(shù)選擇； ③電路仿真與調(diào)試； ④pcb文件生成與打印輸出。（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。（4）編寫設(shè)計(jì)報告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。

三、原理框圖 1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成 數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)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。（a）數(shù)字鐘組成框圖 2．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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ttl門電路構(gòu)成；另一類是通過cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)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)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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。（f）帶有消抖電路的校正電路 6．整點(diǎn)報時電路 電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報時，即當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制信號。當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的qc和qa、個位的qd和qa及秒計(jì)數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。報時電路可選74hc30來構(gòu)成。74hc30為8輸入與非門。

四、元器件 1．四連面包板1塊（編號a45）2．鑷子1把 3．剪刀1把 4．共陰八段數(shù)碼管6個 5．網(wǎng)絡(luò)線2米/人 6．cd4511集成塊6塊 7．cd4060集成塊1塊 8．74hc390集成塊3塊 9．74hc51集成塊1塊 10．74hc00集成塊4塊 11．74hc30集成塊1塊 12．10mω電阻5個 13．500ω電阻14個 14．30p電容2個 15．32.768k時鐘晶體1個 16．蜂鳴器10個（每班）1）芯片連接圖 1)74hc00d2)cd4511 3)74hc390d4)74hc51d 2．面包板的介紹 面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。面包板的樣式是： 面包板的注意事項(xiàng)： 1．面包板旁一般附有香蕉插座，用來輸入電壓、信號及接地。2．上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。3．拉線時，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。4．面包板使用久后，有時插孔間連接銅線會發(fā)生脫落現(xiàn)象，此時要將此排插孔做記號。并不再使用。

五、各功能塊電路圖 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，可以由許多中小規(guī)模集成電路組成，所以可以分成許多獨(dú)立的電路。

（一）六進(jìn)制電路 由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖一。

（二）十進(jìn)制電路 由74hc390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖二。

（三）六十進(jìn)制電路 由兩個數(shù)碼管、兩4511、一個74hc390與一個7400芯片組成，電路如圖三。

（四）雙六十進(jìn)制電路 由2個六十進(jìn)制連接而成，把分個位的輸入信號與秒十位的qc相連，使其產(chǎn)生進(jìn)位，電路圖如圖四。

（五）時間計(jì)數(shù)電路 由1個十二進(jìn)制電路、2個六十進(jìn)制電路組成，因上面已有一個雙六十電路，只要把它與十二進(jìn)制電路相連即可，詳細(xì)電路見圖五。

（六）校正電路 由74ch51d、74hc00d與電阻組成，校正電路有分校正和時校正兩部分，電路如圖六。

（七）晶體振蕩電路 由晶體與2個30pf電容、1個4060、一個10兆的電阻組成，芯片3腳輸出2hz的方波信號，電路如圖七。

（八）整點(diǎn)報時電路 由74hc30d和蜂鳴器組成，當(dāng)時間在59:50到59:59時，蜂鳴報時，電路如圖八。

六、總接線元件布局簡圖 整個數(shù)字鐘由時間計(jì)數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點(diǎn)報時電路組成。其中以校正電路代替時間計(jì)數(shù)電路中的時、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時電路處于正常輸入信號時，時間計(jì)數(shù)電路正常計(jì)時，但當(dāng)分校正時，其不會產(chǎn)生向時進(jìn)位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨(dú)立的電路。電路的信號輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。簡圖如圖九。

七、芯片連接總圖 因仿真與實(shí)際元件上的差異，所以在原有的簡圖的基礎(chǔ)上，又按實(shí)際布局畫了這張按實(shí)際芯片布局的接線圖，如圖十。

八、總結(jié) 1．實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法 ①面包板測試 測試面包板各觸點(diǎn)是否接通。②七段顯示器與七段譯碼器的測量 把顯示器與cd4511相連，第一次接時，數(shù)碼管完全沒有顯示數(shù)字，檢查后發(fā)現(xiàn)是數(shù)碼管未接地而造成的，接地后發(fā)現(xiàn)還是無法正確顯示數(shù)字，用萬用表檢測后，發(fā)現(xiàn)是因芯片引腳有些接觸不良而造成的，所以確認(rèn)芯片是否接觸良好是非常重要的一件事。③時間計(jì)數(shù)電路的連接與測試 六進(jìn)制、十進(jìn)制都沒有什么大的問題，只是芯片引腳的老問題，只要重新插過芯片就可以解決了。但在六十進(jìn)制時，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)制，檢測后發(fā)現(xiàn)無論是線路的連通還是芯片的接觸都沒有問題。最后，在重對連線時發(fā)現(xiàn)是線路接錯引腳造成的，改過之后，顯示就正常了。④校正電路 因上面程因引腳接錯而造成錯誤，所以校正電路是完全按照仿真圖所連的，在測試時，開始進(jìn)行時校時時，沒有出現(xiàn)問題，但當(dāng)進(jìn)行到分校時時，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)電路的秒電路開始亂跳出錯。因此，電路一定是有地方出錯了，在反復(fù)對照后，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵诮尤胄Ｕ娐窌r忘了把秒十位和分個位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時一定要注意把不要的多余的線拿掉。2．設(shè)計(jì)體會 通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)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(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒ΑＫ裕谠O(shè)計(jì)時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)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(shí)際操作才會有深刻理解。3．對設(shè)計(jì)的建議 我希望老師在我們動手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測電路的方法，還有關(guān)于檢測芯片的方法。這樣會有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀況，完成設(shè)計(jì).機(jī)械課程設(shè)計(jì).

第四篇：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

題 目： 數(shù)字電子鐘課程設(shè)計(jì)

專 業(yè)：班 級：姓 名：學(xué) 號：

電氣工程及其自動化 電氣10-5 曹慶春 1

1001150103

目錄

1.綜述……………………………………………………………………1 2.電路組成………………………………………………………………2 2.1電路原理組成………………………………………………………2 2.2振蕩電路……………………………………………………………3 2.3分頻電路……………………………………………………………4 2.4計(jì)數(shù)電路……………………………………………………………5 2.4.1二十四進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)………………………………………………5 2.4.2六十進(jìn)制的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………5 2.5譯碼與顯示電路……………………………………………………6 2.6校時電路……………………………………………………………7 2.7報時電路……………………………………………………………8 3.整體電路圖…………………………………………………………10 4.結(jié)論…………………………………………………………………13 5.心得體會……………………………………………………………14 6.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………15

1.綜述

數(shù)字電子鐘主要分為數(shù)碼顯示器，60進(jìn)制和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，頻率振蕩器和校時報時這幾個部分。數(shù)字電子鐘要完成顯示需要6個數(shù)碼管，七段的數(shù)碼管需要譯碼器械才能顯示，然后要實(shí)現(xiàn)時、分、秒的計(jì)時器需要60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，60進(jìn)制、24進(jìn)制可以采用74LS160計(jì)數(shù)器構(gòu)成。秒信號可以由555定時器產(chǎn)生脈沖并分頻為1Hz。

2.1電路的組成原理

數(shù)字鐘它的計(jì)時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”，校時電路、報時電路和振蕩器、分頻器組成。秒信號是整個系統(tǒng)的基信號，它直接決定計(jì)時系統(tǒng)的精度，本設(shè)計(jì)采用555振蕩器加分頻器來實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，圖示為數(shù)字電子鐘鐘的一般構(gòu)成框圖。

圖2.1 數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)圖

2.2振蕩電路

數(shù)字電路中的時鐘是由振蕩器產(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)時的準(zhǔn)確程度，振蕩器的頻率越高，計(jì)時精度越高。

本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的自激多諧振蕩器通過調(diào)節(jié)電阻值產(chǎn)生1000Hz的高頻信號。由

f?11T??R1?2R2?Cln2，設(shè)C?0.01uF,可得R1?5.1k?,R2?70k?.從而產(chǎn)生f?1000Hz的信號。

2.3分頻電路

要精確輸出1Hz脈沖，對電容和電阻的數(shù)值精度要求很高，所以輸出脈沖不夠準(zhǔn)確也不夠穩(wěn)定。用555直接產(chǎn)生1Hz的信號不準(zhǔn)確，所以用其先產(chǎn)生f?1000Hz的高頻信號，在經(jīng)過1000分頻的分頻電路產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，這樣做可以保證秒信號的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。分頻器是三個用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90串聯(lián)而成的分頻器，分頻原理是在74LS90的輸出端子中，從低位輸入10個脈沖才從高位輸出1個脈沖，這樣一片74LS90就可以起分頻作用，三個74LS90串聯(lián)就構(gòu)成了千分頻電路，輸出的便是1Hz的信號，從而可以實(shí)現(xiàn)秒脈沖的產(chǎn)生。

圖2.3 千分頻器

分頻電路產(chǎn)生的1Hz秒脈沖：

圖2.4 分頻過后的秒脈沖

2.4計(jì)數(shù)電路

數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和一個二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路可以用反饋清零法。當(dāng)技術(shù)器正常計(jì)數(shù)時，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖來到時，反饋信號將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的循環(huán)計(jì)數(shù)。用74LS160實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制與二十四進(jìn)制的計(jì)數(shù)電路。

2.4.1時計(jì)數(shù)器：用兩片74LS160串行進(jìn)位實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制

圖2.5 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2.4.2分、秒計(jì)數(shù)器：用四片74LS160串行進(jìn)位分別實(shí)現(xiàn)兩片六十進(jìn)制

圖2.6 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2.5譯碼與顯示電路

譯碼與顯示電路如圖，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。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二—十進(jìn)制譯碼器和BCD—7段譯碼器。

本設(shè)計(jì)用74LS47D作為譯碼器與七段數(shù)碼管相連接。譯碼與顯示電路連接原理圖：

圖2.7 譯碼與七段數(shù)碼管接線圖

秒計(jì)數(shù)數(shù)碼顯示：

圖2.8 秒計(jì)數(shù)顯示圖

2.6校時電路

校時電路如圖瑣事，用到的元器件有三個單刀雙擲開關(guān)S1，在設(shè)計(jì)中使用1、2、3腳。腳1接從分頻器出來的1Hz標(biāo)準(zhǔn)脈沖，腳2接正常的進(jìn)位脈沖，腳3接輸入時鐘信號CLK。當(dāng)正常工作時將開關(guān)打到2，進(jìn)行正常的計(jì)數(shù)，即校時時不影響正常計(jì)數(shù)。

圖2.9 單刀雙擲開關(guān)圖

下圖示為分校時電路：

圖2.10 分校時電路

2.7報時電路

2.7.1蜂鳴器工作原理圖：

給高電平工作通過調(diào)節(jié)蜂鳴器的頻率與電壓來實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的聲音的大小與品質(zhì)。

圖2.11 蜂鳴器接線圖

2.7.2報時電路圖

電路應(yīng)在整點(diǎn)前5秒開始報時，即在59分55秒到59分59秒期間時，報時電路控制信號。

當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位保持不變，分別為5、9、5，因此可將計(jì)數(shù)器十位的Qc和Qa，個位的Qd和Qa及秒計(jì)數(shù)器十位的Qa和Qc相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。

由于與門容易產(chǎn)生競爭冒險現(xiàn)象，故采用與非門和非門串接。電路如下圖所示：

圖2.12 報時電路示意圖

由于使用的是TTL門電路，所以允許懸空。

圖2.13 報時電路實(shí)際接線圖

3.整體電路圖 3.1 進(jìn)位脈沖

圖3.1 進(jìn)位脈沖

圖3.2整體電路圖

圖3.3 秒計(jì)數(shù)與報時電路整體電路圖

圖3.4 秒計(jì)數(shù)與報時電路整體電路圖

圖3.5 分計(jì)數(shù)整體電路圖

結(jié)論

數(shù)字電子鐘的實(shí)現(xiàn)方法很多，根據(jù)我所學(xué)的知識，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)器和振蕩電路來控制其信號的穩(wěn)定性。數(shù)字電子鐘電路的振蕩電路，分頻電路，計(jì)數(shù)器電路，譯碼與數(shù)碼管顯示電路，校時電路，報時電路都是息息相關(guān)的。其中每一個部分都得做到準(zhǔn)確性來保證數(shù)字電子鐘的精確性。本設(shè)計(jì)采用555多諧振蕩產(chǎn)生1000Hz信號，在經(jīng)過分頻器產(chǎn)生1Hz的秒信號，其實(shí)采用石英晶振振蕩電路，這樣產(chǎn)生的信號更加的穩(wěn)定與精確。

課程設(shè)計(jì)體會

這學(xué)期期末我們做了數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的是數(shù)字電子鐘。個人覺得這是一次將理論應(yīng)用與實(shí)踐的活動，在設(shè)計(jì)過程中不僅鍛煉了我們積極思考的好習(xí)慣，而且培養(yǎng)了我們一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神。

由于擁有模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論知識，加之這次的課程設(shè)計(jì)，使我對以往的一些知識有了更深入的理解。

我在設(shè)計(jì)過程中認(rèn)真的翻閱大量的書籍，去網(wǎng)上搜尋資料，在看了很多思路之后形成了一套我自己的思路。所謂博覽群書，而后了然于胸。一旦形成了自己的思路，在設(shè)計(jì)過程中可以說是得心應(yīng)手，泉思涌動。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)會了Multism這個軟件進(jìn)行仿真，感覺用的挺好的，仿真是數(shù)字電子鐘運(yùn)行的良好。我感覺這增強(qiáng)了我以后設(shè)計(jì)的信心，我也喜歡上了設(shè)計(jì)，很好的培養(yǎng)了我對設(shè)計(jì)的興趣，啟蒙了我。I will remember it forever！

參考文獻(xiàn)及資料

【1】Multism9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用/董玉冰主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2008.11 【2】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/閻石主編；清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.—5版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【3】模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)/童詩白，華成英主編；清華大學(xué)電子教學(xué)教研組編.—4版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【4】數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐/吳慎山主編.—北京：電子工業(yè)出版社，2011.4 【5】Multism7電路設(shè)計(jì)及仿真應(yīng)用/熊偉等主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2005.7 【6】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/范文兵主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2007.12 【7】數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)/候傳教等編.—北京：電子工業(yè)出版社，2009.7 【8】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程/張秀娟，薛慶軍主編.—北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.10

第五篇：智能儀表課程設(shè)計(jì) 電子鐘

目錄

1.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1 1.1設(shè)計(jì)目的 1 1.2設(shè)計(jì)要求 1 2.方案設(shè)計(jì)原理及方案論證 2 2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路 2 2.2系統(tǒng)方案論證 2 2.2.1 時鐘系統(tǒng)方案選擇 2 2.2.2單片機(jī)的選擇 2 2.2.3顯示系統(tǒng)的方案比較 2 2.2.4測溫系統(tǒng)方案選擇 3 2.2.5串口通信方案選擇 3 3.硬件設(shè)計(jì) 4 3.1硬件總體結(jié)構(gòu)簡介 4 3.2 單片機(jī)選擇 4 3.2.1 單片機(jī)概述 4 3.2.2 STC89C54單片機(jī)的引腳說明 5 3.2.3 STC89C54單片機(jī)最小系統(tǒng) 7 3.3顯示模塊的選擇 7 3.3.1 LCD12864概述 8 3.3.2 LCD12864基本參數(shù)及引腳功能 8 3.4溫度傳感器的選擇 9 3.5硬件線路設(shè)計(jì)分析 10 3.5.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) 10 3.5.2 LCD12864連線圖 10 3.5.3 按鍵連線圖 12 3.5.4 DS18B20及蜂鳴器驅(qū)動 12 3.5.5 串口通信模塊 12 3.5.6 直流穩(wěn)壓模塊 13 4.系統(tǒng)工作流程圖 14 5.電路圖的繪制 15 6.個人心得 16 7.參考文獻(xiàn) 17

1.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1.1設(shè)計(jì)目的

1、掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法；

2、掌握常用數(shù)字集成電路的功能和使用；

3、掌握小型單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)。1.2設(shè)計(jì)要求 基本功能要求

1、可動態(tài)左右、上下顯示“歡迎使用”；

2、在5秒按鈕無操作則以24h（小時）計(jì)時方式顯示時、分、秒；

3、使用按鍵開關(guān)可實(shí)現(xiàn)時分調(diào)整；

4、具有鬧鐘功能，聲光提示。擴(kuò)展功能

1、顯示日期與星期；

2、實(shí)時溫度的采集與顯示；

3、可232通訊顯示計(jì)算機(jī)傳送字符；

4、液晶屏的背光控制。

2.方案設(shè)計(jì)原理及方案論證 2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路

按照系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能要求，本時鐘溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須采用單片機(jī)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，用單片機(jī)的自動控制能力配合溫度傳感器來控制時鐘和溫度的調(diào)整顯示，并可實(shí)現(xiàn)鬧鐘及串口通信功能，獲得時鐘溫度數(shù)據(jù)信息，單片機(jī)對其進(jìn)行一系列的處理，最后通過液晶顯示出來。2.2系統(tǒng)方案論證

2.2.1 時鐘系統(tǒng)方案選擇 方案1：

通過單片機(jī)內(nèi)部的定時器/計(jì)數(shù)器，用軟件實(shí)現(xiàn)，直接用單片機(jī)的定時器編程以實(shí)現(xiàn)時鐘； 方案2：

用專門的時鐘芯片實(shí)現(xiàn)時鐘的計(jì)時，再把時間數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，由單片機(jī)控制顯示。為節(jié)約成本，我們選用方案1。2.2.2單片機(jī)的選擇

實(shí)現(xiàn)對于單片機(jī)的選擇，如果用8031 系列，由于它沒有內(nèi)部RAM，系統(tǒng)又需要大量內(nèi)存存儲數(shù)據(jù)，因而不可用；51 系列單片機(jī)的ROM 為4K，對于我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可能有點(diǎn)小；54 系列單片機(jī)與51 系列的結(jié)構(gòu)一樣，而ROM 擴(kuò)大為16K，對我們設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供充足的空間進(jìn)行功能的擴(kuò)展。再有51 系列單片機(jī)與54 系列的單片機(jī)價格差不多。因此，我們選擇54系列的單片機(jī)。2.2.3顯示系統(tǒng)的方案比較

方案1：用數(shù)碼管或點(diǎn)陣LED 顯示。方案2：用液晶1602 顯示。方案3：用液晶12864 顯示。

時鐘和溫度的顯示可以用數(shù)碼管或LED，而且價格便宜。但是數(shù)碼管的只能顯示簡單的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，與我們設(shè)計(jì)要求也不相符。因?yàn)橛泻芏鄸|西需要顯示，還是用顯示功能更好的液晶顯示器比較好，它能顯示更多的數(shù)據(jù)，用1602 液晶顯示數(shù)據(jù)有限，1602不能夠顯示指針時鐘，只能夠顯示一些基本的西文字符，顯示數(shù)據(jù)的可讀性不好，用可以顯示漢字的12864液晶顯示器還可以增加顯示信息的可讀性，用12864的繪圖功能即可繪制出指針時鐘的框架，讓人看起來會很方便。雖然它們在價格上差距很大，但是1602不能夠?qū)崿F(xiàn)我們的要求，所以我們選擇LCD12864顯示屏。2.2.4測溫系統(tǒng)方案選擇 方案1：

用熱敏電阻等測溫元件測出電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度。需要比較多的外部元件（A/D 轉(zhuǎn)換）支持，且硬件電路復(fù)雜，制作成本相對較高。方案2：

用溫度傳感器DS18B20 直接測溫。DS18B20 溫度傳感器是美國DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。經(jīng)比較，我們選擇方案2。2.2.5串口通信方案選擇

方案1：RS485，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，但只普遍用于工業(yè)現(xiàn)場，在普遍民用中很少使用。

方案2：RS232，傳輸范圍有限，比較容易受干擾，但普遍民用計(jì)算機(jī)都設(shè)有該接口，所以相對普及且易操作。

經(jīng)過比較選擇方案2以能滿足該實(shí)驗(yàn)要求。

3.硬件設(shè)計(jì)

3.1硬件總體結(jié)構(gòu)簡介

帶秒表、時鐘計(jì)時器，萬年歷的顯示屏設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖1-1系統(tǒng)總體硬件連接圖

此系統(tǒng)包括單片機(jī)主控模塊、溫度檢測模塊、12864顯示模塊、按鈕設(shè)置模塊、串口通信模塊、穩(wěn)壓模塊、蜂鳴器模塊共7大部分。3.2 單片機(jī)選擇 3.2.1 單片機(jī)概述

單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，又稱微控制器，嵌入式微控制器等，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器葉數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)且可靠性高等特點(diǎn)，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。正是由于這一原因，國際上逐漸采用微控制器(MCU)代替單片微型計(jì)算機(jī)(SCM)這一名稱。“微控制器”更能反映單片機(jī)的本質(zhì)，但是由于單片機(jī)這個名稱已經(jīng)為國內(nèi)大多數(shù)人所接受，所以仍沿用“單片機(jī)”這一名稱。

1、單片機(jī)的主要特點(diǎn)有:(1)具有優(yōu)異的性能價格比。

(2)集成度高、體積小、可靠性高。(3)控制功能強(qiáng)。(4)低電壓，低功耗。

2、單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域:(1)工業(yè)控制(2)儀器儀表(3)電信技術(shù)

(4)辦公自動化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(5)汽車和節(jié)能(6)制導(dǎo)和導(dǎo)航(7)商用產(chǎn)品(8)家用電器

因此，在本課題設(shè)計(jì)的溫濕度測控系統(tǒng)中，采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在單片機(jī)選用方面，由于STC89系列單片機(jī)與MCS-51系列單片機(jī)兼容，所以，本系統(tǒng)中選用STC89C54單片機(jī)。3.2.2 STC89C54單片機(jī)的引腳說明

圖1-2 STC89C54單片機(jī)引腳圖 芯片引腳如圖1-2所示： VCC : 電源。GND: 地。

P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。

P1口： 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL 邏輯電平。

P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。

RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。看門狗計(jì)時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。

ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。

PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。

XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。

程序存儲器：如果EA引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于89C54，如果EA 接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲器：STC89C52 有256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。定時器2：定時器2是一個16位定時/計(jì)數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。3.2.3 STC89C54單片機(jī)最小系統(tǒng)

圖1-3 晶振電路

圖1-4 復(fù)位電路

如圖1-

3、圖1-4所示，復(fù)位電路和時鐘電路是維持單片機(jī)最小系統(tǒng)運(yùn)行的基本模塊。單片機(jī)最小系統(tǒng)是在以51單片機(jī)為基礎(chǔ)上擴(kuò)展，使其能更方便地運(yùn)用于測試系統(tǒng)中，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被測試的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，稱為在實(shí)時檢測和自動控制領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。3.3顯示模塊的選擇 3.3.1 LCD12864概述

帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個16*16 點(diǎn)漢字，和128個16*8 點(diǎn)ASCII 字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示8×4 行16×16 點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。圖形液晶模塊。

圖1-5 LCD1602實(shí)物圖

3.3.2 LCD12864基本參數(shù)及引腳功能 引腳功能如表1-1所示： 編號 符號 方向 引腳說明 1 VSS模塊的電源正端 3 V0背光源正極（LED+5V）20 LED_K-背光源正極（LED+5V）表1-1 LCD12864引腳功能 3.4溫度傳感器的選擇

傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置的總稱。通常被測量是非電物理量, 輸出信號一般為電量。

溫度實(shí)現(xiàn)只能通過外部的溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)上網(wǎng)查閱資料及市場考察，DS18B20 體積小，只有3 只腳，電路接法簡單。它能夠直接讀出被測溫度。內(nèi)部含有寄存器為我們設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上下限報警功能提供保障。用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置；報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；精度為0.5°C，也符合我們設(shè)計(jì)的要求。DS18B20 也是我們通常使用的型號，因此溫度傳感器用DS18B20。引腳說明見表1-2。典型應(yīng)用電路如圖1-6所示。

表1-2 DS18B20引腳說明 引腳號 名稱 引腳說明 1 GND 電源地 DQ 數(shù)字信號輸入/輸出端 3 VDD 外接供電電源輸入端

DS18B20 有兩種接法：一是單線接法即只接DQ。這種方法應(yīng)用它內(nèi)部的寄生電源，因此在QT 上要用一個MOSFET 把I/O 線只接拉到電源上。二是從vdd 腳加上電源。方法一適合于遠(yuǎn)距離溫度監(jiān)控，不需要本地電源。而我們只是設(shè)計(jì)測溫系統(tǒng)，選擇方法二就行了，還有MOSFET 極容易燒壞，我們不用它。Vdd 接5V 電源，vss 接地，DQ 與P3.7 相連。因?yàn)镈S18B20 的工作電流約為1MA，因此Qt 端還要加上拉電阻為其提供電流。若用5V 電源，則R=5/1MA=5k。R 取4.7K。

3.5硬件線路設(shè)計(jì)分析 3.5.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

CPU 為STC89 系列增強(qiáng)型8 位單片機(jī)，頻率高達(dá)80MHz，可工作于6Clock，32 I/O，3 定時器，內(nèi)置 WDT、EEPROM。支持ISP，ESD。晶振采用12M/11.0592M（可更換）。3.5.2 LCD12864連線圖

第1 腳：VSS 為地電源 第 2 腳：VCC 接5V 正電源

第 3 腳：V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端,接正電源時對比度最弱,接地電源時對比度最高,對

比度過高時會產(chǎn)生重影,使用時可以通過一個10K 的電位器調(diào)整對比度。

第 4 腳：RS 為寄存器選擇,高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。

第 5 腳：RW 為讀寫信號線,高電平時進(jìn)行讀操作,低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS 和RW 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址,當(dāng)RS 為低電平RW為高電平時可以讀忙信號,當(dāng)RS為高電平RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。

第 6 腳：E 端為使能端,當(dāng)E 端由高電平跳變成低電平時,液晶模塊執(zhí)行命令。第 7～14 腳：D0～D7 為8 位雙向數(shù)據(jù)線。

第15腳：PSB 并/串行接口選擇：H-并行；L-串行。

第19腳：背光源正極（LED+5V）由P24腳接三極管放大后驅(qū)動背光，可實(shí)現(xiàn)由單片機(jī)管腳控制背光亮滅。

第20腳：背光源負(fù)極（LED-0V）。

3.5.3 按鍵連線圖

5個獨(dú)立按鍵接P10~P14口，并由LED燈指示。實(shí)現(xiàn)時鐘的增、減、確認(rèn)、返回和鬧鐘設(shè)置等功能。

3.5.4 DS18B20及蜂鳴器驅(qū)動

DS18B20數(shù)據(jù)腳通過接上拉電阻接入單片機(jī)P3.7腳，蜂鳴器由P2.0控制并通過三極管放大驅(qū)動。

3.5.5 串口通信模塊

RS232 接口是制定用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。DB25 的串口一般只用到的管腳只有2（RXD）、3（TXD）、7（GND）這三個，隨著設(shè)備的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在DB25 針很少看到了，代替他的是DB9 的接口，DB9 所用到的管腳比DB25 有所變化，是2（RXD）、3（TXD）、5（GND）這三個。因此現(xiàn)在都把RS232 接口叫做DB9。3.5.6 直流穩(wěn)壓模塊

直流電源通過插座接入，由開關(guān)控制其開關(guān)，通過穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓到9伏，再通過7805穩(wěn)壓到5伏輸出，并有LED燈指示。

4.系統(tǒng)工作流程圖

5.電路圖的繪制

電路圖通常是在系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇的基礎(chǔ)上繪制的，它是電路組裝、調(diào)試和維修的依據(jù)。繪制電路圖時，注意以下幾點(diǎn)：（1）元器件布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于閱讀。

（2）注意信號流向。一般從輸入端或信號源開始，由左至右或上至下按信號的流向依次畫出各單元電路，而反饋通路的信號流向則與此相反。（3）圖形符號標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)標(biāo)注。

（4）連線應(yīng)為直線，盡量少交叉和折彎。

6.個人心得

通過這次課程設(shè)計(jì)使我對課堂上的理論知識有了進(jìn)一步的了解，并增強(qiáng)了對單片機(jī)領(lǐng)域的興趣。同時也發(fā)現(xiàn)自對數(shù)電知識和電子設(shè)計(jì)軟件掌握得不夠。

這次設(shè)計(jì)仿真我們用到了仿真軟件Proteus7.7和編譯軟件keil4.0，從軟件的安裝到使用，從網(wǎng)上查閱資料學(xué)到了很多課堂之外的專業(yè)知識。這次的設(shè)計(jì)最主要是單片機(jī)的應(yīng)用，從控制到接口。這個技術(shù)是一個多學(xué)科的綜合，要做到靈活應(yīng)用需要自我學(xué)習(xí)各種輔助技術(shù)的應(yīng)用。其次感受最深的是設(shè)計(jì)是一小步，實(shí)現(xiàn)成實(shí)物才是一大步。在仿真時，驅(qū)動液晶屏沒有用電流放大電路，到制作實(shí)物時因?yàn)殡娏骱苄∫壕翢o法顯示，我們只能增加電流放大電路。設(shè)計(jì)中每一步都要細(xì)心認(rèn)真，一個小的失誤，都會導(dǎo)致后面的環(huán)節(jié)發(fā)生錯誤。在制作過程中雖然后來有設(shè)計(jì)上的疏忽但是我們每一步都細(xì)心焊接，一步一檢查，一次成功。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題的能力，出現(xiàn)差錯的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作的團(tuán)隊(duì)精神，都讓我受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。

這次設(shè)計(jì)中我明顯體會到自己知識的匱乏，思考問題不全面，這激勵我學(xué)好基礎(chǔ)知識的同時要拓展知識面，增強(qiáng)自己的綜合能力，從而使自己成為一個高綜合素質(zhì)人才從而更好地適應(yīng)社會。

7.參考文獻(xiàn)

[1] 周潤景，張麗娜，基于PROTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真，北京航空航天大學(xué)出版社

[2] 萬福君，潘松峰，劉芳，MCS-51單片機(jī)原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社