PAGEPAGE0目錄摘要I第一章課題背景11.1電子技術課程設計概要1.1.1電子技術課程設計的目的與意義11.1.2電子技術課程設計的方法和步驟11.2設計任務與要求31.2.1數字鐘的設計目的31.2.1數字鐘的設計要求3第二章設計簡介及設計方案論述42.1基本設計思路42.2設計方案論述4第三章詳細設計及參數計算53.1秒脈沖的產生53.2時鐘顯示電路設計53.2.1秒計數、譯碼及顯示部分的設計53.2.2分計數、譯碼及顯示部分的設計63.2.3時計數、譯碼及顯示部分的設計73.3報時電路設計73.4調試、校準電路及參數計算7第四章設計結果及分析8總結9參考文獻10第一章課題背景1.1電子技術課程設計概要1.1.1電子技術課程設計的目的與意義電子技術是一門實踐性很強的課程，加強工程訓練，特別是技能的培養，對于培養工程人員的素質和能力具有十分重要的作用。在電子信息類本科教學中，課程設計是一個重要的實踐環節，它包括選擇課題、電子電路設計、組裝、調試和編寫總結報告等實踐內容。通過課程設計要實現以下兩個目標：一、學生初步掌握電子線路的設計、組裝及調試方法。即學生根據設計要求，查閱文獻資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調試等實踐活動，使電路達到性能要求；二、課程設計為后續的畢業設計打好基礎。畢業設計是系統的工程設計實踐，而課程設計的著眼點是讓學生開始從理論學習的軌道上逐漸引向實際方面，運用已學過的分析和設計電路的理論知識，逐步掌握工程設計的步驟和方法，同時，課程設計報告的書寫，為今后從事技術工作撰寫科技報告和技術資料打下基礎。1.1.2電子技術課程設計的方法和步驟電子電路設計方法在設計一個電子電路系統時，首先必須明確系統的設計任務，根據任務進行方案選擇，然后對方案中的各部分進行單元電路的設計、參數計算和器件選擇，最后將各部分連接在一起，畫出一個符合設計要求的系統電路圖。一、明確系統的設計任務要求對系統的設計任務進行具體分析，充分了解系統的性能、指標、內容及要求，以便明確系統應完成的任務。二、方案選擇把系統要完成的任務分解為若干個單元電路，并畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。方案選擇的重要任務是根據掌握的知識和資料，針對系統提出的任務、要求和條件，完成系統的功能設計。在此過程中要敢于探索，勇于創新，爭取方案的設計合理、可靠、經濟、功能齊全、技術先進。并且對方案要不斷進行可行性和優缺點的分析，最后設計出一個完整框圖。三、單元電路的設計、參數計算和器件選擇根據系統的指標和功能框圖，明確各部分任務，進行各單元電路設計、參數計算和器件選擇。１．單元電路的設計單元電路是整機的一部分，只有把單元電路設計好才能提高整機設計水平。每個單元電路設計前都需明確本單元電路的任務，詳細擬訂出單元電路的性能指標，與前后級之間的聯系，分析電路的組成形式。具體設計時，可以模仿成熟的先進的電路，也可以創新或改進，但都必須保證性能要求。而且，不僅單元電路本身要求設計合理，各單元電路間也要互相配合，注意各部分的輸入、輸出信號和控制信號的關系。２．參數計算為保證單元電路達到功能指標要求，就需要用電子技術知識對參數進行計算，例如振蕩器中電阻、電容、振蕩頻率等參數。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計算公式，計算的參數才能滿足設計要求。計算參數時，同一個電路可能有幾組數據，注意選擇一組能完成電路設計功能、在實踐中真正可行的參數。３．器件選擇（1）阻容元件的選擇注意功耗、容量、頻率和耐壓范圍是否滿足要求。（2）分立元件的選擇包括電阻、電容等。根據他們的用途分別進行合理選擇。（3）集成電路的選擇根據電路功能、性能指標選擇集成電路。注意集成電路的功耗、電源電壓、工作速度是否滿足設計要求。通過查閱有關設計手冊，進行元器件的選擇。四、電路圖的繪制電路圖通常是在系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇的基礎上繪制的，它是電路組裝、調試和維修的依據。繪制電路圖時，注意以下幾點：（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）圖形符號標準，適當標注。（4）連線應為直線，盡量少交叉和折彎。1.2設計任務與要求1.2.1數字鐘的設計目的1.掌握數字電子鐘的設計方法；2.掌握常用數字集成電路的功能和使用。1.2.1數字鐘的設計要求1.時鐘顯示功能，能夠十進制顯示“時”、“分”、“秒”;2.秒脈沖、分脈沖、小時脈沖分別能進行自行進位；3.具有整點報時功能（屬于拓展部分）。第二章設計簡介及設計方案論述2.1基本設計思路圖2-1數字電子鐘原理框圖數字電子鐘原理如圖2-1所示。一個具有計時、顯示等基本功能的數字鐘主要由振蕩器、計數器、譯碼器、顯示器等四部分組成。多諧振蕩器產生的信號輸送到秒脈沖，秒脈沖送入計數器計數，計數結果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器譯碼，并通過顯示器顯示時間。2.2設計方案論述多諧振蕩器產生穩定的“秒”計時信號(1Hz)。對“秒”計時信號進行60進制計數，形成“分”計時信號和秒計數值；再對“分”計時信號進行60進制計數，形成“時”計時信號和分計數值；進一步對“時”計時信號進行24進制計數得到時計數值。秒計數值、分計數值和時計數值譯碼顯示時間。第三章詳細設計3.1秒脈沖的產生圖3-1秒脈沖發生器脈沖發生器是數字鐘的核心部分，它的精度和穩定度決定了數字鐘的質量，通常用晶體振蕩器產生標準頻率信號經過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。但由于實驗器材條件受限，本實驗只得采用555多諧振蕩器獲得1Hz的脈沖輸出，電路圖如圖3-1所示。3.2時鐘顯示電路設計3.2.1秒計數、譯碼及顯示部分的設計4511451145114511圖3-2秒計數譯碼電路秒計數器為M=60的計數器，即顯示00～59，采用中規模集成電路雙十進制計數器至少需要2片，因為10<M<100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74LS90實現。當個位計數至1010時，R0(1)=1,R0(2)=1,清零端清零，當達到0000時，產生下降脈沖送給十位。十位計數至0110時清零。3.2.2分計數、譯碼及顯示部分的設計4511451145114511圖3-3分計數譯碼電路分計數器同秒計數器一樣為M=60的計數器，即顯示00～59，采用中規模集成電路雙十進制計數器至少需要2片，因為10<M<100。它的個位為十進制，十位為六進制。本電路采用兩片74LS90實現。當秒計數器十位計數至0110時清零，達到0000時產生下降沿脈沖送入分計數器的個位開始計數。當個位計數至1010時清零產生下降脈沖送給十位。十位計數至0110時繼續清零。3.2.3時計數、譯碼及顯示部分的設計4511451145114511圖3-4時計數譯碼電路時為二十四進制計數器，顯示為00～23，個位仍為十進制，而十位為三進制，但當十進位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進制了。時計數進位類似于分和秒。譯碼器都使用CC4511。3.3報時電路設計(拓展部分)當計數至59分59秒時電路報時，所以將秒計數電路74LS90輸出01011001連到四輸入與非門芯片7421上，輸出端連至蜂鳴器的一端。分計數器也如此，輸出端連至蜂鳴器的另一端即可，這樣即可實現報時功能。3.4調試校準電路及參數計算將秒十位置零端信號經過一個開關再送入分個位端，分電路即可有兩種信號接入進行校準。由于秒脈沖的頻率為1Hz，根據555多諧振蕩器的周期計算公式T=0.7（R1+2R2）*C可以分別確定某一組參數的數值，再聯系實際，可采用以下參數：R1=15KR2=68KC=10uF。第四章設計結果及分析圖4-1實驗結果顯示本次實驗基本達到了老師的要求，實現了數字鐘的時鐘顯示功能，分鐘、時鐘均能自動進位等功能。總結通過本次實驗對輸電知識有了更深入的了解，將其運用到了實際中來，明白了學習電子技術基礎的意義，也達到了其培養的目的。在實驗中，我也遇到了很多挫折，不過我都和同伴一一克服了，大家齊心協力解決了問題，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認識到團隊合作的精神，投入今后的發展之中。在進行電路連接的時候，在確保一切都連接無誤之后，秒鐘顯示還是有一點小問題（偶爾會在計數到達39時，計數突然從0開始計數到9，然后跳為40，接下來才正常計數），不過，經過老師的指導，我們將兩片74LS90調換位置，之后就沒