電子數(shù)據(jù)提取說明 模板及電子數(shù)字時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1電子數(shù)據(jù)（視聽資料）提取筆錄時(shí)間：地點(diǎn)：案由：______________提取人（制作人）：姓名：?jiǎn)挝唬涸冀橘|(zhì)持有人：姓名：年齡：工作單位：住址：原始介質(zhì)存放地（如果沒有提取原始介質(zhì)需填此項(xiàng)）：見證人：姓名：年齡：工作單位：住址：電子數(shù)據(jù)的規(guī)格、類別、文件格式：提取過程及方法：提取人（制作人）（簽名）蓋章持有人（簽名）：見證人（簽名）：附件：（電子數(shù)據(jù)的光盤、打印件等）數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作摘要：本次的課程設(shè)計(jì)是關(guān)于一款高精度低功耗成本的實(shí)用數(shù)字時(shí)鐘的。數(shù)字時(shí)鐘在人們的生活中也被廣泛應(yīng)用。例如：電子手表，電子計(jì)時(shí)器等。所謂數(shù)字時(shí)鐘，是指利用電子電路構(gòu)成的計(jì)時(shí)器。相對(duì)機(jī)械中而言數(shù)字鐘能達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，并顯示小時(shí)、分、秒，同時(shí)能對(duì)該鐘進(jìn)行調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)，定時(shí)報(bào)鬧等功能。設(shè)計(jì)的過程采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，先分析任務(wù)書，得到系統(tǒng)要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，劃分子系統(tǒng)，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能子系統(tǒng)中的內(nèi)部電路，最后進(jìn)行測(cè)試。本文針對(duì)簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)要求，提出了兩種整體方案。經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)，我們的一種方案進(jìn)行了用元器件在電路板上實(shí)現(xiàn)了。而另一鐘方案在produes下仿真。研究目的：為了方便人們的生活研究方法：（1）文獻(xiàn)研究法：搜索相關(guān)的文獻(xiàn)資料（2）實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)際的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的不足和難點(diǎn)，然后加以完善和補(bǔ)充。結(jié)果：完成了一個(gè)數(shù)字電子時(shí)鐘關(guān)鍵詞：數(shù)字電子時(shí)鐘；校時(shí)；子系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)的目的1、鞏固和加深學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)等課程基本知識(shí)的理解，綜合運(yùn)用課程中所學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成本設(shè)計(jì)課題。2、針對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。3、通過對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)中“功能要求、技術(shù)要求、工藝要求”的分析，比較并選擇最佳方案，對(duì)最佳方案進(jìn)行論證，計(jì)算和選用元器件。通過電路組裝，調(diào)試和檢測(cè)環(huán)節(jié)，完善設(shè)計(jì)方案并掌握電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法。4、熟悉常用電子元、器件的類型和特性，并掌握合理選型的原則。5、掌握運(yùn)用ProtelDXP2004來設(shè)計(jì)電路原理圖、PCB圖的方法，學(xué)會(huì)電路的安裝與調(diào)試。6、掌握常用電子儀器、儀表的使用方法，學(xué)會(huì)電路整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法。二、設(shè)計(jì)的要求1、數(shù)字鐘的功能要求：以數(shù)字形式醒目顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間，小時(shí)計(jì)時(shí)要求為“滿12進(jìn)1”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為“滿60進(jìn)1”，要有時(shí)間校準(zhǔn)功能。2、技術(shù)參數(shù)要求：(1)24小時(shí)的計(jì)時(shí)誤差優(yōu)于0.5秒;(2)十位數(shù)字顯示有滅零功能，整機(jī)工作電流低于150mA。(3)整機(jī)制作成本低于25元。3、工藝要求：（1）重量較大的元、器件，安裝時(shí)應(yīng)留足固定支架的空間，或裝在底板上，對(duì)一些發(fā)熱元、器件應(yīng)考慮散熱的方法，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。（2）在印制板上應(yīng)留出定位孔及固定支架所占用的位置。（3）按照電路的信號(hào)流程來安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持方向一致。元、器件之間的連線應(yīng)盡可能縮短，以減少它們間的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。（4）對(duì)某些電位差較大的元、器件或?qū)Ь€，應(yīng)加大它們之間的距離，以避免放電引出意外短路，帶高電壓的元、器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及到的地方。（5）對(duì)可調(diào)元、器件的布局應(yīng)考慮到整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求，其位置布局應(yīng)方便于調(diào)整操作。（6）印制導(dǎo)線的拐角應(yīng)彎成圓角或450角，直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣性能。（7）電路中的輸入及輸出印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以免發(fā)生干擾，在這些導(dǎo)線之間的空間最好安裝一根隔離線接地。三、設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.電路的工作原理4000系列CMOS門電路芯片具有零靜態(tài)功耗和電源電壓范圍寬（3～15V）、輸出電壓可以達(dá)到全擺幅、輸入端幾乎不取電流、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。一款由4000系列CMOS門電路芯片構(gòu)成的“高精度低功耗低成本數(shù)字時(shí)鐘”可使整機(jī)元器件成本降低到不足15元的水平，其電路原理框圖、電路原理圖和單面印制電路板（PCB）圖分別如圖1（a）、（b）、（c）所示。從圖1（a）知，電路由1HZ脈沖產(chǎn)生電路，60分頻的“秒/分”計(jì)數(shù)電路、12分頻的“小時(shí)”計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示電路，時(shí)間校準(zhǔn)電路，數(shù)碼管“小時(shí)/分”與“秒”循環(huán)顯示控制及夜間工作在節(jié)電模式時(shí)的亮度自動(dòng)控制電路等6部分組成。從圖1（b）知，本設(shè)計(jì)使用芯片數(shù)最少、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)顯示的節(jié)電工作方式（耗電量?jī)H為靜態(tài)顯示模式的1.8％）、調(diào)試方便、時(shí)間校準(zhǔn)方便。電路中的振蕩器XT為目前多數(shù)石英晶體電子表中使用的頻率為215=32768HZ的石英晶體，經(jīng)IC2（CC4060）組成的14級(jí)2分頻和IC3A（CD4518）組成的一級(jí)2分頻后可得到1HZ的“秒”脈沖信號(hào)。它具有特別高的精度，誤差為±5ppm，24小時(shí)計(jì)時(shí)誤差小于0.5秒鐘。60進(jìn)制的“秒”和”分”計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)及顯示電路分別由IC11（CD4033）、IC10（CD4033）、IC4A（CD4518）、IC5A（1/4CD4081）、數(shù)碼管DS5、DS6和IC8（CD4033）、IC9（CD4033）、IC4B（CD4518）、IC5B（1/4CD4081）、數(shù)碼管DS3、DS4構(gòu)成。12進(jìn)制的“小時(shí)”計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)及顯示電路由IC6（CD4033）、IC7（CD4033）、IC1（CD4518）、IC5C（1/4CD4081）和數(shù)碼管DS1、DS2構(gòu)成。賽（b）電路原理圖數(shù)碼管低功耗循環(huán)顯示模式控制電路的設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)描述本方案采用兩個(gè)進(jìn)制同步遞增器完成秒、分計(jì)數(shù)，由一個(gè)同步24進(jìn)制同步遞增計(jì)數(shù)器完成小時(shí)計(jì)數(shù)。秒、分、時(shí)分別都以兩個(gè)74LS160同步級(jí)聯(lián)而成、秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器采用異步級(jí)聯(lián)方式。開關(guān)SW1和SW2分別是控制分、時(shí)的校時(shí)開關(guān)。2、proteus仿真圖（總體圖）上半部分仿真圖：三、所采用的器件1、本次設(shè)計(jì)的分和秒采用：芯片74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和74LS13與非門組成。時(shí)是采用：芯片74LS160與74LS10與非門組成。同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160作用：實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能，為脈沖分配器做好準(zhǔn)備。74LS160結(jié)構(gòu)和功能160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，直接清零。簡(jiǎn)要說明:160為可預(yù)置的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，共有54/74160和54/74LS160兩種線路結(jié)構(gòu)型式,160的預(yù)置是同步的。當(dāng)置入控制器/PE為低電平時(shí)，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3與數(shù)據(jù)輸入端P0-P3一致。對(duì)于54/74160，當(dāng)CP由低至高跳變或跳變前，如果計(jì)數(shù)器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限制。160的計(jì)數(shù)是同步的，靠CP同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)CEP、CET均為高電平時(shí)，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對(duì)于54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關(guān)。160有超前進(jìn)位功能。當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)，進(jìn)位輸出端（TC）輸出一個(gè)高電平脈沖，其寬度為Q0的高電平部分。在不外加門電路的情況下，可級(jí)聯(lián)成N位同步計(jì)數(shù)器。對(duì)于54/74LS160，在CP出現(xiàn)前，即使CEP、CET、/MR發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。74LS90功能：十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（÷2和÷5）原理說明：本電路是由4個(gè)主從觸發(fā)器和用作除2計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)周期長(zhǎng)度為除5的3位2進(jìn)制計(jì)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(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)長(zhǎng)度（十進(jìn)制），可將B輸入同QA輸出連接，輸入計(jì)數(shù)脈沖可加到輸入A上，此時(shí)輸出就如相應(yīng)的功能表上所要求的那樣。LS90可以獲得對(duì)稱的十分頻計(jì)數(shù)，辦法是將QD輸出接到A輸入端，并把輸入計(jì)數(shù)脈沖加到B輸入端，在QA輸出端處產(chǎn)生對(duì)稱的十分頻方波。555多諧振蕩器：石英晶體振蕩器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于家用電器和通信設(shè)備中。因其具有極高的頻率穩(wěn)定性，故主要在要求頻率十分穩(wěn)定的振蕩電路中飯做諧振元件。用石英晶體振蕩器作為脈沖產(chǎn)生器，能夠使數(shù)字時(shí)鐘達(dá)到很高的精度。同時(shí)成本也相對(duì)較高。這里時(shí)采用的是有555芯片組成的多諧振蕩器來作為頻率脈沖產(chǎn)生器，其輸出的脈沖頻率為1KHZ.千分頻器由3個(gè)74LS90級(jí)聯(lián)而成，每級(jí)分頻將頻率為上一級(jí)的十分之一。三級(jí)級(jí)聯(lián)組成千分頻器，把555多歇振蕩器產(chǎn)生的1kHz脈沖降低到1Hz,用以供計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到時(shí)鐘效果。仿真部分如下所示：反向器：與非門：根據(jù)要反饋值的不同選取不同引腳數(shù)的與非門。74LS13與非門：74LS10與非門：六、總結(jié)本次的電子課程設(shè)計(jì)分為了兩部分，第一部分是焊板實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘，第二部分是通過三人一組設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘，proteus上實(shí)現(xiàn)仿真。本次的課程設(shè)我們花了不少額時(shí)間，無論是在悍板還是設(shè)計(jì)的過程中，我們都遇到了不少的問題。不過我們?cè)谟龅絾栴}時(shí)都積極想辦法取解決，不懂的會(huì)去請(qǐng)教老師或同學(xué)。在此次的課程設(shè)計(jì)中讓我們收貨了很多知識(shí)，同時(shí)也提高了我們合作的能力。感謝進(jìn)過這一個(gè)多月的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，我覺的自己受益匪淺。再此，我要感謝孜孜不倦指導(dǎo)我的某某老師，感謝在我有疑惑、