電子時(shí)鐘論文參考

1、廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 H簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)專 業(yè)通信技術(shù)年級(jí)班級(jí)指導(dǎo)教師目錄第一童引言、課題的研究意義4二、本論文的目的、內(nèi)容 4第二童硏究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)目標(biāo)4、相近研究課題的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)分析4_、現(xiàn)行硏究存在的I可題及解決方法6三、設(shè)計(jì)目標(biāo)6第三童要解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題6、電路難點(diǎn)6二、實(shí)際操作難點(diǎn)7第四童系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模型7設(shè)計(jì)算法描述7第五童系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)8分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法8（-）時(shí)鐘脈沖電路及分頻電路8（二）六十進(jìn)制電路8（三） 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路9（四）譯碼和驅(qū)動(dòng)顯示電路 10（五） 校分電路11（六）設(shè)計(jì)總電路圖11第六童性能測(cè)試與分析 12、仿真過(guò)程與結(jié)果1

2、2二、測(cè)試分析12第七章結(jié)束語(yǔ)12心得體會(huì)13致謝14參考文獻(xiàn)14簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)通信技術(shù)1班 葉勁柏摘要如何設(shè)汁好并制作出一個(gè)電子實(shí)物，既是考驗(yàn)我們的智慧，更是考驗(yàn)我們的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō), 其不僅是一個(gè)單純的課后實(shí)踐，更是一個(gè)交流和動(dòng)手的平臺(tái)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，我們能夠把課堂上的知識(shí)和實(shí) 際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，從而得岀新的結(jié)論和結(jié)果。通過(guò)合理地運(yùn)用晶振電路、汁數(shù)器、數(shù)碼管等元件，設(shè)計(jì)并制作 出電子時(shí)鐘，是我們這次設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用到了晶振電路和訃數(shù)器電路,在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的擴(kuò) 展性和穩(wěn)泄性。為設(shè)訃提供了很好的基礎(chǔ)。實(shí)踐是檢驗(yàn)頁(yè)理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。所以通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)訃，我們可以 從中更好地

3、理解電子電路和時(shí)鐘電路的實(shí)際應(yīng)用情況,更能從中發(fā)現(xiàn)并解決課堂上理論知識(shí)出現(xiàn)的疑點(diǎn)難點(diǎn)。關(guān)鍵i司:脈沖信號(hào) 晶振計(jì)數(shù)器七段數(shù)碼管數(shù)字電路第一章一、課題的研究意義我們專業(yè)需要對(duì)電子電路有一定的了解，我們選擇的這個(gè)課題是電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)，這個(gè)課題 的難度是要理解并熟悉電路的基本知識(shí)，掌握組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路的 設(shè)計(jì)、安裝、測(cè)試方法，從而鞏固我們?cè)谡n堂上所學(xué)的知識(shí)，并且能夠提高我們對(duì)實(shí)際電路的分 析和解決能力。二、本論文的目的、內(nèi)容在今天這個(gè)高效率的社會(huì)，我們每天都要用到電子時(shí)鐘。其重要性是顯而易見(jiàn)的。我們選 取的這個(gè)課題就是對(duì)電子時(shí)鐘進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)與制作。我們希望通過(guò)這次的設(shè)訃和制作

4、,達(dá)到以 下日的：（一）在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，可以充分發(fā)揮我的動(dòng)手能力，也能夠鍛煉我們畢業(yè)后解決實(shí)際 問(wèn)題的能力。（二）在制作過(guò)程中，我們也會(huì)去翻閱大量的書(shū)籍和資料，對(duì)資料進(jìn)行整理和分析，有利于 發(fā)揮我的分析能力和動(dòng)手能力。（三）分組合作也能夠增強(qiáng)我們的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，對(duì)以后進(jìn)入社會(huì)有很好的學(xué)習(xí)作用。（四）提高我們對(duì)電子電路的熟悉程度。我們的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是運(yùn)用晶體振蕩電路和計(jì)數(shù)器制作電子時(shí)鐘。采用全硬件的方法進(jìn)行制作，設(shè)計(jì)一個(gè)顯示時(shí)、分、秒的電子時(shí)鐘。第二章一、相近研究課題的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)分析電子時(shí)鐘總的來(lái)說(shuō)有三種做法：方法一：晶振電路運(yùn)用5 1系列單片機(jī)制作電子時(shí)鐘，其結(jié)構(gòu)圖如下:開(kāi)關(guān)電路AT89

5、C51單片機(jī)電于時(shí)鐘給構(gòu)圈電源這種制作電路比較簡(jiǎn)單，直接用單片機(jī)編程控制輸出時(shí)鐘信號(hào)，使用的硬件比較少,如果量 產(chǎn)比較節(jié)省成本。但是其設(shè)計(jì)需要熟悉單片機(jī)編程，還需要用到燒錄設(shè)備，所以這種方法不適 合我們使用。方法二：運(yùn)用5 5 5多諧振蕩電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，經(jīng)過(guò)60進(jìn)制訃數(shù)器和2 4進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別輸岀秒 信號(hào)、分信號(hào)和時(shí)信號(hào),再輸出數(shù)碼管顯示。這種方法設(shè)訃起來(lái)比較簡(jiǎn)單可行，需要基本的電路 知識(shí)。但是其輸出的信號(hào)誤差比較大,其脈沖上跳沿和下跳沿的調(diào)整比較難調(diào)，如果汁算產(chǎn)生了 誤差，那么產(chǎn)生的脈沖也會(huì)產(chǎn)生誤差，所以這種方法也不適用。其電路結(jié)構(gòu)如下：方法三：利用晶振產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖,再通過(guò)分頻電路產(chǎn)生1H

6、z的脈沖，輸入60十進(jìn)制和24進(jìn)制訃數(shù)器 產(chǎn)生秒、分、時(shí)信號(hào),再通過(guò)數(shù)碼管顯示。這種方法跟笫二種方法差不多，但是這種方案使用了 晶振電路，相對(duì)于用555多諧振蕩電路產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖精確度大大增加了，所以我們采用了這種 設(shè)計(jì)方案。二、現(xiàn)行研究存在的問(wèn)題及解決方法如果直接用51單片機(jī)設(shè)計(jì)，在sc a n中延時(shí)時(shí)間會(huì)變少，后兒位數(shù)碼管會(huì)變暗，但是可以通 過(guò)外中斷0和1來(lái)調(diào)節(jié)其延遲的缺點(diǎn)。如果單片機(jī)使用的是片內(nèi)振蕩器，則可能引起震蕩的精 確度不高,所以應(yīng)該使用外部晶振震蕩，提高精度。如果使用5 55定時(shí)器制作，由于其上下路電平不一樣，所以會(huì)在輸出震蕩的時(shí)候由于上跳沿 和下跳沿的頻率不同而引起誤差，所以需

7、要增加二極管和通過(guò)調(diào)節(jié)電阻的阻值來(lái)調(diào)節(jié)其頻率同 步，當(dāng)其占空比為50%，這時(shí)t l=t2,其輸出上跳沿和下跳沿一樣的方波，這時(shí)輸出脈沖穩(wěn)定。三、設(shè)計(jì)目標(biāo)本課題設(shè)計(jì)的LI標(biāo)是一個(gè)能顯示時(shí)、分、秒的時(shí)鐘，外加一些控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間的誤 差控制和調(diào)節(jié)。第=章-=F-、電路難點(diǎn)對(duì)于晶振電路中，因?yàn)槠漭敵龅念l率比較高,所以需要使用較多級(jí)的分頻。在我們的設(shè)計(jì)中， 用了 14級(jí)的2分頻CD406 0和一個(gè)2分頻CD4 5I 8分出1Hz的秒脈沖。因?yàn)橐a(chǎn)生6 0秒的秒信號(hào)和分信號(hào)，所以要用到60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，但是用一個(gè)訃數(shù)器比較 難實(shí)現(xiàn)，用7 4LS90加上74LS92就可以組成一個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。而

8、小時(shí)信號(hào)可以用到兩個(gè) 74 L S 161構(gòu)成24進(jìn)制輸出時(shí)信號(hào)。從一個(gè)1 6 I的二位和另一個(gè)161的四位的輸出端連接與 非門(mén)對(duì)16 1置零，可以實(shí)現(xiàn)24循環(huán)。二、實(shí)際操作難點(diǎn)采用晶振電路設(shè)計(jì)電子時(shí)鐘，其優(yōu)點(diǎn)就是振蕩頻率穩(wěn)定，誤差非常小，兒乎可以忽略。當(dāng)然, 也存在一定的缺點(diǎn)，因?yàn)榫д耠娐芬坏┲谱魍瓿?，就不能任意改變頻率，還有山于晶振的震蕩頻 率比較大，所以需要用到多級(jí)的分頻電路。而且晶振內(nèi)部比較脆弱，反接和在焊接過(guò)程中可能山 于過(guò)熱導(dǎo)致容易損壞晶振。所以我們需要在設(shè)訃初就要對(duì)晶振電路進(jìn)行精確的計(jì)算。設(shè)訃使用 的是3 2 768Hz的晶振，然后經(jīng)過(guò)14級(jí)得2分頻和1級(jí)2分頻,輸出秒脈沖。再就

9、是焊接的過(guò) 程中注意保護(hù)電路，不能讓電路受到太大的電壓輸入,還有就是在焊接過(guò)程中防止元器件過(guò)熱而 導(dǎo)致元器件燒壞。第四章設(shè)計(jì)算法描述因?yàn)橛玫降氖蔷w振蕩器，輸出3 2768Hz的高頻率信號(hào)，要將其分頻為1Hz的分頻倍數(shù)為 3276 8 (215),g|J實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于13級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。從盡量減少元器件數(shù)量的 角度來(lái)考慮,這里可選多極2進(jìn)制計(jì)數(shù)電路CD4 0 6 0和CD4 5 1 8來(lái)構(gòu)成分頻電路。因?yàn)镃D4 0 60包含了振蕩電路所需要的非門(mén)，所以能夠省去一些元件oCD4060可以把2768H z的信號(hào)分 頻為2Hz ,再用CD4518把2 Hz分頻成1 Hz。7 4LS90

10、和74LS9 2構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)二一五-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器7 4LS 9 0輸出Q0和輸入 B相接，構(gòu)成8 4 2 1 BCD碼計(jì)數(shù)器，當(dāng)輸出1 0 01時(shí)，計(jì)數(shù)器將置零重新計(jì)數(shù)，并將Q 3端輸出一 個(gè)低電平給74LS92的CPA輸入端提供計(jì)數(shù)信號(hào)。當(dāng)7 4LS 9 2計(jì)數(shù)到6的時(shí)候在進(jìn)行翻轉(zhuǎn), 所以兩個(gè)計(jì)數(shù)器構(gòu)成了 60進(jìn)制。用兩個(gè)7 4 LS161構(gòu)成2 4小時(shí)信號(hào)，當(dāng)兩個(gè)161輸出為2 4時(shí)，從十位輸出的2和個(gè)位輸出 的4位信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)與非門(mén)送入到兩個(gè)計(jì)數(shù)器的同步置零端翻轉(zhuǎn)重新計(jì)時(shí)。第五章分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)現(xiàn)方法（一）時(shí)鐘脈沖電路及分頻電路RSRTt34567S9123TCCMR晶

11、振電路框圖通過(guò)使用3 2 768Hz的晶振和等效電容組成晶體振蕩電路，輸出32768Hz的脈沖，再經(jīng)過(guò)CD4 0 60分成2Hz的信號(hào)。因?yàn)镃D4 0 6 0計(jì)數(shù)為14級(jí)2進(jìn)制計(jì)數(shù)器,可以將3 27 6 811 z的信號(hào) 分頻為2 Hz,其內(nèi)部框圖如下：QuCD40 6 0內(nèi)部框圖圖中可以看出,CD4 0 60的時(shí)鐘輸入端兩個(gè)串接的非門(mén)，因此可以直接實(shí)現(xiàn)振蕩和分頻的功 能。再經(jīng)過(guò)CD4 5 18的2分頻分成1Hz的秒信號(hào)輸出。（二）六十進(jìn)制電路六十進(jìn)制分、秒信號(hào)電路框圖如上圖所示,用一個(gè)74LS90和74 LS92構(gòu)成六十進(jìn)制電路，做成秒電路和分電路，首先 是用了一個(gè)二一五-十計(jì)數(shù)器74LS9

12、 0計(jì)數(shù)到個(gè)位的9后翻轉(zhuǎn)并輸出一個(gè)低電平到二-六一十二 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器74LS92輸出秒位的十位6 ,就構(gòu)成了分和秒所需要的六十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器電路。（三）二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路二十四進(jìn)制小時(shí)信號(hào)邏輯電路圖如下：二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器我們用了 74LS161來(lái)制作，通過(guò)經(jīng)過(guò)分計(jì)數(shù)器輸岀的低電平接一個(gè)非門(mén) 輸出高電平送入二十四進(jìn)制的74LS161的脈沖輸入端，然后二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器開(kāi)始訃數(shù)。當(dāng)整個(gè) 電路計(jì)時(shí)到2 4的時(shí)候，從十位的Q1和個(gè)位的Q 2共同輸出一個(gè)高電平，通過(guò)一個(gè)與非門(mén)輸出低 電平，再輸入兩個(gè)7 4 LS161的清零端清零重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。（四）譯碼和驅(qū)動(dòng)顯示電路rjLa6* g o a 亠心 OQ

13、O O C? O O71LS48CM*aTiat g Q a uj 4 q O O O G C O O74LSiS託1-1 一000: o晝gr-nJ1共陰極7段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路譯碼和驅(qū)動(dòng)顯示電路是山譯碼器74LS48和共陰極七段數(shù)碼管共同組成。譯碼電路的功能 是將秒”、分”、時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)LED七段數(shù) 碼管的譯碼器常用的有74LS48。7 4LS4 8是BCD7段譯碼器，其輸出是0C門(mén)輸出且低電平 有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰顯示數(shù)碼管。由“秒”、“分”、“時(shí)”輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)7 4LS48的譯碼，變成8 4 21BCD碼輸入到相應(yīng)的數(shù)碼管顯示出相應(yīng)的數(shù)

14、字。然后再用數(shù)碼管接地，數(shù)碼管 正常工作。其連接電路圖如下所示：7段數(shù)碼管連接電路框圖（五）校分電路為了使電路易于控制，所以我們就在電路中增加了一個(gè)校分電路，其電路圖如下:校分電路上面的校分電路中，山一個(gè)雙開(kāi)關(guān)進(jìn)行分鐘的校對(duì)，開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)候,送出一個(gè)電平道分輸入端口，進(jìn)行調(diào)整分鐘。（六）設(shè)計(jì)總電路圖ZL,432? u-* n i. 、廠 luwi-匸Tlt43oL*G 卜EH :-f.上86 888 切C32 22 HzlkTHCT1USPruse5388883&gTWW1:J-G asaa zSls“152oMOo$bTh1K5J一、仿真過(guò)程與結(jié)果3388SSgris?o OQ冬兀、f “F

15、R2 卜卜?a522-S時(shí)鐘電路總設(shè)計(jì)圖第六章時(shí)鐘仿真結(jié)果圖通過(guò)使用professiona 1仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，能夠成功地輸岀1 H z的脈沖信號(hào)，能夠顯示時(shí)、分、秒，并進(jìn)行計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換。通過(guò)增加的校時(shí)電路能夠正確地調(diào)校分信號(hào)。說(shuō)明這次 的設(shè)計(jì)是成功的。從晶振電路輸出地脈沖信號(hào)為:1H z脈沖信號(hào)輸出二、測(cè)試分析在焊接過(guò)程中，我們一邊焊接一邊進(jìn)行測(cè)試，山于采購(gòu)的芯片芯片廠家都不同，所以規(guī)格不 一樣，在電路中的兼容性可能會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)差別。而且我們?cè)谲浖线M(jìn)行的仿真由于沒(méi)有提供詳 細(xì)的電壓和電流，所以在電源的取舍上耗費(fèi)了我們很多的時(shí)間。通過(guò)實(shí)驗(yàn),我們確定了電路穩(wěn)定 工作時(shí)候電源的電壓為5v左右。過(guò)

16、高的電壓可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路燒壞，而低電壓會(huì)導(dǎo)致電路上 的晶振電路不起振，嚴(yán)重還會(huì)使芯片燒壞，從而破壞整個(gè)電路板。在焊接中，山于電路板的面積 限制，我們放棄了原來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)候采用的校時(shí)電路，并簡(jiǎn)化了電路圖，使電路板能夠清晰，便于在 發(fā)生問(wèn)題的時(shí)候能夠容易找出問(wèn)題的原因。因?yàn)榫д耠娐肥褂玫氖遣豢烧{(diào)電容，所以不能對(duì)晶振電路的輸出脈沖進(jìn)行微調(diào)，所以整個(gè)電 路會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)誤差。經(jīng)過(guò)測(cè)試后，電路能夠順利輸出時(shí)鐘信號(hào)，并能夠正確訃數(shù)并顯示時(shí)分秒。 總的來(lái)說(shuō)，這次的制作是成功的。第七章心得體會(huì)在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)大量的查找和動(dòng)手，我對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)得到了更進(jìn)一步的擴(kuò) 展。設(shè)訃中涉及了各方面的知識(shí)，其中有電子電路

17、、電工基礎(chǔ)知識(shí)。通過(guò)課堂上的學(xué)習(xí)和累積, 加上對(duì)課外的知識(shí)的涉取和消化，變成自己適用的知識(shí)。使我在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)際動(dòng)手 等能力方面得到了鍛煉和提高。對(duì)于這些能力的培養(yǎng)，對(duì)我以后將有很大的幫助，因?yàn)槔碚摻虒W(xué) 與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)必須密切聯(lián)系、互相配合，才會(huì)取得比較好的效果，所以對(duì)于這次的設(shè)計(jì)實(shí) 踐，我覺(jué)得是一次非常珍貴的機(jī)會(huì)，對(duì)于我們提高對(duì)課程知識(shí)的理解也有很大的幫助。雖然這次設(shè)計(jì)用到了學(xué)過(guò)的訃數(shù)器、譯碼器和晶振電路等，但是山于平時(shí)學(xué)習(xí)上掌握得不 夠牢固，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候還是覺(jué)得很吃力，通常一個(gè)芯片，一個(gè)電路問(wèn)題都要和組員討論上很 久，但是我們都能解決這些問(wèn)題。這次的設(shè)訃使我懂得了很多芯片在實(shí)際應(yīng)用中的作用，還有對(duì) 于芯片的功能和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，使我對(duì)電子電路有了一個(gè)比較深刻的理解。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用到了仿真軟件，也能熟悉地運(yùn)用軟件對(duì)硬件電路進(jìn)行模擬仿真，為設(shè) 計(jì)提供了很大的便利，同時(shí)也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)電路的驗(yàn)證時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)的效率。有付出就會(huì)有收獲，這是我的第一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，所以我把它當(dāng)成一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì)，也花 費(fèi)了很多心思去做。曾經(jīng)在制作過(guò)程中我想到了放棄,但是同學(xué)們的關(guān)心和幫助給了我很大的動(dòng) 力，促使我最終還是完成了整個(gè)作品。所以覺(jué)得收獲還