1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄 TOC o 1-4 h z u 1 緒論1.1 概述1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴(kuò)展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間和校時(shí)功能。擴(kuò)展功能部分則具有：定時(shí)控制、仿廣播電臺正點(diǎn)報(bào)時(shí)、自動報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)和觸摸報(bào)正點(diǎn)的功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分構(gòu)成，在電路中，基本功能部分由主體電路實(shí)現(xiàn)，而擴(kuò)展功能部分則由擴(kuò)展電路實(shí)現(xiàn)。這兩部分都有一個(gè)共同特點(diǎn)就是它們都要用到振蕩電路提供的1Hz脈

2、沖信號。在計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路還可以進(jìn)行校時(shí)和校分，為了使電路簡單所設(shè)計(jì)的電路不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，各位均為兩為顯示，擴(kuò)展部分要有相應(yīng)的響應(yīng)電路。1.3 功能要求基本功能（1）時(shí)的計(jì)時(shí)要求為“12翻1”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為60進(jìn)制（2）準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)，分，秒的時(shí)間（3）校正時(shí)間擴(kuò)展功能（1）定時(shí)控制；（2）仿廣播電臺報(bào)時(shí)功能；（3）自動報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)；（4）觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)；2 電路設(shè)計(jì)2.1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 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1所示。由圖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

3、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。時(shí)顯示器時(shí)譯碼器時(shí)計(jì)數(shù)器分顯示器分譯碼器分計(jì)數(shù)器秒顯示器秒譯碼器秒計(jì)數(shù)器校時(shí)電路振蕩器分頻器仿電臺報(bào)時(shí)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)定時(shí)控制 觸摸報(bào)時(shí)數(shù)1s主體電路擴(kuò)展電路圖12.2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，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電

4、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，因此首先必須對各個(gè)單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2.1 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。下面將對各部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.2.1.1 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，下面對振蕩器和分頻器兩部分進(jìn)行介紹。振蕩器數(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，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。

5、它利用某種反饋方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號。對數(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。基本的電路如圖2所示。圖2在上述電路中，RI-C網(wǎng)絡(luò)由第一個(gè)反相器驅(qū)動，具有RC特性曲線的響應(yīng)信號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)

6、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)，電容的充電電壓會超過5V。從這一點(diǎn)來說，輸出電壓會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)。弛豫振蕩器對許多低成本而精度要求又不高的場所非常適合，但是并不推薦在任何有精度要求的實(shí)際應(yīng)用電路采用它。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)生對應(yīng)的變化，然后機(jī)械振動又使晶體表面產(chǎn)生交

7、變電荷。當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時(shí)，它本生有一個(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具有多諧性，除了基頻振動外，還有奇次諧次泛音振動，對于石英晶體，既可利用基頻振動，也可利用泛音振動。前者稱為基頻晶體，后者稱為泛音晶體，晶片厚度與振動頻率成反比，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

8、的振蕩器的電路圖如圖3所示。該電路能產(chǎn)生1MHz的方波脈沖振蕩信號。圖3（2）分頻器分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號分頻成基時(shí)鐘脈沖信號和擴(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；二是功能擴(kuò)展電路所需的信號，如仿電臺用的1KHz的高頻信號和500Hz的低頻信號等.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4；用CD4518組成十分頻的電路如圖5；在本次設(shè)計(jì)中所用的分頻器的電路圖如圖6。電路經(jīng)過十分頻后將晶振來的1MHz的振蕩脈沖變?yōu)?Hz的脈沖信號，該信號作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)

9、脈沖使用。 Cr CPEN Cr CP輸入 輸 出 輸入 輸入 輸 出 清零圖4 圖5圖6 輸入 輸出 CP CR EN 上升沿 L H 加計(jì)數(shù)L L 上升沿 加計(jì)數(shù) 下降沿 L X 保 X L 上升沿 上升沿 L L 持 H L 下降沿 X H X 全為L上表:CD4518的功能表振蕩器和分頻器兩部分構(gòu)成振蕩電路，它的電路圖如圖7所示。根據(jù)圖7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CD451

10、8的輸入引腳2，經(jīng)過一次十分頻，頻率變?yōu)?00KHz。輸出引腳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72.2.1.2 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

11、來時(shí)，反饋信號將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的循環(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。 （一）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路如圖8所示圖8電路中，74LS90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。下面對電路中所用的主要元件及功能介紹。 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 74LS

12、90是二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CPA和CPB。其中，CPA和組成一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；CPB和組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將與相連接，時(shí)鐘脈沖從輸入，則構(gòu)成了8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90有兩個(gè)清零端R0（1）、R0（2），兩個(gè)置9端R9（1）和R9（2），其BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表1，二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表2，74LS90的管腳圖如圖9。圖9表1 BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序 表2 二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序CP CP 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 1 0 0 0 12 0 0 1 0 2 0 0 1 03 0 0 1 1 3 0 0 1 14 0 1 0 0

13、 4 0 1 0 05 0 1 0 1 5 1 0 0 06 0 1 1 0 6 1 0 0 17 0 1 1 1 7 1 0 1 08 1 0 0 0 8 1 0 1 19 1 0 0 1 9 1 1 0 0 異步計(jì)數(shù)器74LS92所謂異步計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器內(nèi)各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號不是來自于同一外接輸入時(shí)鐘信號，因而觸發(fā)器不是同時(shí)翻轉(zhuǎn)。這種計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度慢。一異步計(jì)數(shù)器 74LS92是 二六十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即和組成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，和在74LS92中為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)和相連，時(shí)鐘脈沖從輸入，74LS92構(gòu)成十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS92的管腳圖如圖10。圖10（二） “12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器電路 （1）

14、 電路如圖11 所 示圖11“12翻1”小時(shí) 計(jì)數(shù)器是按照“01020304050607080910111201”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3所示。表3“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（二）電路的工作原理由表4可知：

15、個(gè)位計(jì)數(shù)器由4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器 74LS191構(gòu)成，十位計(jì)數(shù)器由雙D觸發(fā)器74LS74構(gòu)成 ，將它們組成 “12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生兩次跳躍：一是計(jì)數(shù)器計(jì)到9，即個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為 =1001后，在下一計(jì)數(shù)脈沖的作用下計(jì)數(shù)器進(jìn)入暫態(tài)1010，利用暫態(tài)的兩個(gè)1即使個(gè)位異步置0，同時(shí)向十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位使 =1；二是計(jì)數(shù)到12后，在第13個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用下個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為 =0001，十位計(jì)數(shù)器的 =0。第二次跳躍的十位清“0”和個(gè)位置“1”的輸出端、來產(chǎn)生。對電路中所用的主要元件及功能介紹。 D觸發(fā)器74LS74在電路中用到了D觸發(fā)器74LS74，74LS74的管腳圖如圖12

16、。圖12 計(jì)數(shù)器74LS191 74LS191的管腳圖如圖13 圖132.2.1.3 校時(shí)電路（一）電路如圖14 所示圖14（二）電路的工作原理校時(shí)電路的作用是：當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者出現(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1Hz校時(shí)脈沖計(jì)數(shù)。“慢校時(shí)”是用手動產(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

17、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)”。 表4校時(shí)開關(guān)的功能 S1 S2 功 能1 1 計(jì)數(shù)1 0 校分0 1 校時(shí) （三）對電路中所用的主要元件及功能介紹2.2.1.4 譯碼與顯示電路 2.2.2 擴(kuò)展功能電路的設(shè)計(jì)2.2.2.1 定時(shí)控制電路數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號，或驅(qū)動音響電路“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，即信號的開始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足規(guī)定的要求。（一）設(shè)計(jì)電路如圖18所示圖18（二）電路的工作原理（三）對電路中所用的主要元件及功能介紹2.2.2.2 仿廣播電臺正點(diǎn)報(bào)時(shí)電路仿廣播電臺正點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能要求

18、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。 （一）設(shè)計(jì)電路如圖21所示 圖21（二）該電路圖的工作原理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)位的，秒十位的及秒個(gè)位的時(shí)，音響電路才能工作。 （三）對該電路中使用的元件的介紹2.2.2.3 自動報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路（一）設(shè)計(jì)電路如附錄圖4所示（二）電路的工作原理報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路的功能是：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出音響，并且?guī)c(diǎn)響幾聲。實(shí)現(xiàn)這

19、一功能的電路主要有以下幾個(gè)部分。減法計(jì)數(shù)器：完成幾點(diǎn)響幾聲的功能。即從小時(shí)計(jì)數(shù)器的整點(diǎn)開始進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，直到零為止。編碼器：將小時(shí)計(jì)數(shù)器的5個(gè)輸出端、按照“12翻1”的編碼要求轉(zhuǎn)換為減法計(jì)數(shù)器的4個(gè)輸入端、所需要的BCD碼。在電路圖中編碼器是由與非門實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路。其中編碼器是由與非門實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路，其輸出端的邏輯表達(dá)式由5變量的卡若圖可得。 分進(jìn)位脈沖 小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出 減法計(jì)數(shù)器輸入 CP 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 1 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 0 1 0 0 0 1 0 0 5 0 0 1 0 1 0 1 0

20、1 6 0 0 1 1 0 0 1 1 0 7 0 0 1 1 1 0 1 1 1 8 0 1 0 0 0 1 0 0 0 9 0 1 0 0 1 1 0 0 1 10 1 0 0 0 0 1 0 1 0 11 1 0 0 0 1 1 0 1 1 12 1 0 0 1 0 1 1 0 0編碼器的真值表邏輯控制電路 控制減法計(jì)數(shù)器的清“0”與置數(shù)，控制音響電路的輸入信號。減法計(jì)數(shù)器選用74LS191，74LS191各控制端的作用如下。LD為置數(shù)端。當(dāng)LD=0時(shí)將小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)置入，RC為溢出負(fù)脈沖輸出端.當(dāng)減法計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，RC輸出一個(gè)負(fù)脈沖。U/D為加/減控制器。U/D=

21、1時(shí)減法計(jì)數(shù)。CPA為減法計(jì)數(shù)脈沖,兼作音響電路的控制脈沖。邏輯控制電路由D觸發(fā)器74LS74與多級與非門組成。其工作原理是：接通電源后按觸發(fā)開關(guān)S，使D觸發(fā)器74LS74清0，即1Q=0。該清“0”脈沖有兩個(gè)作用：一是，使74LS191的置數(shù)端LD=0，即將此對應(yīng)的小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出的整點(diǎn)時(shí)數(shù)置入74LS191；二是，封鎖1KHz的音頻信號，使音響電路無脈沖輸入。當(dāng)分十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖下降沿到來時(shí)，經(jīng)過G1反相，小時(shí)計(jì)數(shù)器加1。新的小時(shí)數(shù)置于74LS191，分十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖的下降沿到來時(shí)又使74LS74的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1Q經(jīng)G3、G4延時(shí)后，74LS191進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由CP0提供。

22、CP0=1時(shí)音響電路發(fā)出1KHz聲音，當(dāng)CP0=0時(shí)停響。當(dāng)減法計(jì)數(shù)到0時(shí)，使D觸發(fā)器的1CP=0，但是觸發(fā)器的狀態(tài)不改變。因?yàn)榉质挥?jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖仍為0，CP=1，使D觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)復(fù)“0”，74LS191又回到置數(shù)狀態(tài)，直到下一個(gè)分十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位脈沖的下降沿來到。實(shí)現(xiàn)自動報(bào)警的功能。如果出現(xiàn)某些整點(diǎn)數(shù)不準(zhǔn)確，其主要原因是邏輯控制電路的與非門延時(shí)時(shí)間不夠,產(chǎn)生了競爭冒險(xiǎn)的現(xiàn)象，可以適當(dāng)增加與非門的級數(shù)或接如小電容進(jìn)行濾波。2.2.2.4 觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路3 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

23、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。3.1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)電阻和兩個(gè)電容組成的振蕩電路，產(chǎn)生32768HZ的方波信號，經(jīng)過15級二分頻后得到1HZ的基準(zhǔn)脈沖。擴(kuò)展部分所需的頻率可以從5級二分頻得到1024HZ六級二分頻得到512HZ但是這樣用的集成塊較多，時(shí)間延遲較長。用555產(chǎn)生多諧振蕩方波也可，就是精確度和穩(wěn)

24、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，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組成了六級十分頻電路，在調(diào)試中我對每級分路進(jìn)行了測試。在第一級分頻后出現(xiàn)的脈沖信號為100KHz，經(jīng)過第二級得到了10KHz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，這樣一級級的分頻，經(jīng)過六次分頻后得到了標(biāo)準(zhǔn)的1Hz脈沖信號。振蕩部分產(chǎn)生1MHZ的方波信號為：計(jì)數(shù)電路部分（1）小時(shí)計(jì)數(shù)部分（2）秒計(jì)數(shù)電

25、路部分（3）分計(jì)數(shù)電路部分校時(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)數(shù)會有點(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，如果接上R-S觸發(fā)器就能夠消抖。3.2 擴(kuò)展電路部分 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。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)

26、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。仿廣播電臺正點(diǎn)報(bào)時(shí)這部分也比較簡單，只是有兩個(gè)音頻信號（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，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，就沒有問題。在調(diào)試時(shí)這部分也比較順利。自動報(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)7

27、4LS74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沒有輸出控制信號。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)。我在焊接

28、的時(shí)候，由于線太多了，布線是三層，第一層，我先焊的是電源和地；第二層，焊的是主體部分的連線；第三層，焊的是擴(kuò)展部分的連線。由于線多，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。焊接的調(diào)試電路圖為：焊接的調(diào)試電路接線面圖焊接的調(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)控制；仿廣播電臺正點(diǎn)報(bào)時(shí)；自動報(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

29、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)。因?yàn)槲抑频挠≈瓢迨乔叭墚嫵龅模蠼?jīng)過在實(shí)驗(yàn)箱的具體調(diào)試和自己焊接電路的調(diào)試，所以，電路有所調(diào)整，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。所需頻率產(chǎn)生器圖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試，發(fā)現(xiàn)其電源沒有接通，逐級測試，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：正面圖焊接面圖電源原理圖為：本電源的紋波電流很小，為0.001V,有時(shí)甚至為0V。滿足需要。能向總體電路提供電源。總體功能實(shí)現(xiàn)圖：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)