课程设计数字电子闹钟

1、最新资料推荐数字闹钟的设计1最新资料推荐数字闹钟的设计与制作一、设计任务与要求设计并制作一个带有可定时起闹的数字钟1.有“时”、“分”十进制显示， “秒”使用发光二极管闪烁表示2.以 24 小时为一个计时周期3.走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟，以发光二极管闪烁表示，启闹时间为 3s10s二、实验仪器及主要器件5V 电源1 台面包板1 块74LS1636 片74LS005 片74LS1382 片CD45114 片LM5551 片74LS1231 片LED 共阴极显示器4 片电阻若干电容3 个导线15 米三、设计原理方案系统构成1、 标准时间源l ） 标准时间源即秒信号发生器2

2、 ）可采用 LM555构成多谐振荡器，调整电阻可改变频率，使之产生1Hz 的脉冲信号（即T=1S ）2最新资料推荐LM555 管脚排列及电路T=0.7 （ RA+2RB)CT=1S,C=220uF计算得 RA+2RB 6.5K取 RA=1.5K,RB=2.4K2.计时部分：时计数单元一般为 24 进制计数器，其输出为两位 8421BCD 码形式；分计数和秒计数单元为 60 进制计数器，其输出也为 8421BCD 码。模 60 计数器采用异步方式3最新资料推荐如秒计数器：分成个位和十位，个位模十，十位模六。个位从0000 计数到 1001，利用置数端将个位从 0000 重新开始计数，同时将 10

3、01 信号作为一个CP 脉冲信号传给十位，让十位开始从 0000 开始计数。以此规律开始计数，直到十位计数到5，个位计数到 9 时，通过十位的置数端将十位清零，重新开始计数，并将此信号作为一个CP 脉冲信号传给分计数器。模 24 计数器电路模 24 计数器采用同步方式, 使用两片 74LS163 芯片 ,cp 脉冲均由分计数器提供第一片制成模 10 计数器， 将 1001信号提取出来后给与清零端。 第二片芯片制成模为3 的计数器， 原数据给予 0000 信号将第一片芯片的0011 信号与第二片芯片的0010 信号提取出来给与第一片芯片的置数端与第二片芯片的清零端，上升沿过来之后，两片芯片同时清

4、零3、定时起闹部分l ） 正点起闹，不要求分2） 使用 2 片 74LS138 ，分别选出小时的十位和个位3） 小时十位为 02， 3-8 译码器只使用前2 个输入端，小时个位为0 9， 3-8 译码器只有 3 个输入端，会丢失几个时间点：8 点、 9点、 18 点、 19 点。4） 还应控制起闹时间的长短，用74LS123构成单稳态触发器4最新资料推荐起闹部分框图控制起闹时间长短：T=0.28RC(1+0.7k/R)采用 2 片 74LS138 ，将控制十位的3-8 译码器的A2 端作为控制个位3-8 译码器的最高位，这样就可以满足小时个位为0-9。控制十位的3-8 译码器的A1 ， A0

5、一起控制十位从0-2 变化。4、完整的闹钟电路图（ewb 设计图）5最新资料推荐6最新资料推荐四、电路安装及调试电路安装要求1.布局合理2.导线横平竖直，且不要从集成块上跳线3.导线紧贴面包板，连接可靠4.交叉线尽可能少调试方法：（ 1）采用逐级调试的方法1.确保秒信号正常2.调试秒计数器3.调试分计数器，可将秒信号作为分计数器的CP 脉冲4.调试小时计数器，可将秒信号作为小时计数器的CP 脉冲5.调试闹钟电路（2）将秒信号发生电路中的电容换成比较小的电容，这样使得分信号的脉冲周期比较短五、设计和调试过程中出现的问题及解决方法1）将秒信号接入示波器，与标准信号对比，出现误差，但在允许范围之内。

6、2）插上电源后发现秒信号和分信号的信号紊乱，分信号和秒信号同步计数。于是我们对秒的模六十进行单脉冲及示波器的检测，在检查秒信号个位（模十计数器）时发现，14 脚信号正确，而13，12， 11 脚信号紊乱。后进行接线检查，发现有线是虚接，再修改后，13脚信号恢复正常，而12，11 脚依旧紊乱。因查不出原因，而后对分信号进行检查。由于分秒计数器所采用的模六十一致，而分信号正常， 故排除模六十计数器设计有误。将分信号的器件替换控制秒信号的器件，秒信号依旧有误， 故排出器件问题。 最后进行检测面包板状况，出现了让人崩溃的状况，面包板上控制秒信号个位的163 芯片 2 脚所在的一纵列5 个孔全部与地相连

7、。我们不得不改变布局，进行避让。修改后，分秒模六十计数器正常。3）刚接通电源时，小时计数器十位显示 7，后给予清零信号后显示恢复正常。将秒脉冲接到小时计数器的个位 CP 端，在进位时发现 23： 00 时不能同时清零。对模二十四的设计进行分析发现采用的清零端为异步，后经过改造改成同步清零，清零正常。4） 在检测 CD4511 驱动电路的过程中发现数码管不能正常显示的状况，经检验发现主要7最新资料推荐是由于接触不良的问题，其中包括线的接触不良和芯片的接触不良，在实验过程中， 数码管有几段二极管时隐时现，有时会消失。用5V 电源对数码管进行检测，一端接地，另一端接触每一段二极管，发现二极管能正常显

8、示的，在检测过程中发现有几根线有时能接通，有时不能接通，把接触不好的线重新接过后发现能正常显示了。 其次是由于芯片接触不良的问题，当检查到线路完全正确， 并且确保导线没有问题时， 我们推测器件有问题， 其解决方法为把CD4511 的芯片拔出，根据面包板孔的的状况重新调整其引脚，使其正对于孔，再用力均匀地将芯片插入面包板中，此后发现能正常显示。5）在检查分信号到小时信号的进位是否正常时发现有时显示正常，有时显示不稳定。一时找不到问题，经过讨论发现 CP 脉冲重叠造成显示不稳定。6） 在制作起闹部分电路的过程中，发现闹钟能完成基本功能，但无法在8， 9， 18， 19点起闹。 通过分析和设计，我们

9、采用卡诺图化简将输入信号接到功能脚的方法，到达在特殊时间起闹的目的。至此，数字闹钟的调试全部结束并达到要求。六、心得体会本次数字钟设计要求我们将理论付诸实践，在实践中进一步巩固理论知识，最终当我们看到自己设计好的数字闹钟时，我们激动万分。首先，我们从没有将以前学的各种知识整合到一起，所以这种有点综合性的课设就要求我们在熟悉每个工作部分的同时，能把他们有机的结合起来。第二，在模六十和模二十四的计数器的设计中，要求我们对各个芯片的各引脚的功能很熟悉。在这个过程中， 我们进一步的熟悉的每个器件的用途和功能，尤其是 4511 和 74LS123 ，这两种芯片之前我们都没有接触过。第三，我们在设计的过程中使用了EWB 软件，由于电路复杂，交叉线较多，所以就要求我们在连接过程中细心的完成接线，并巧妙的布局使得面包板上的线不交叉。第四，当我们连接好线路以后，在调试的过程中我们借助于示波器，借助于低频信号发生器的单脉冲， 一步步的排查错误，在此过程中更深一步的熟悉的了解了示波器和低