多功能數(shù)字鐘的設(shè)計

PAGE1佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院2011級專業(yè)綜合實訓(xùn)報告題目：多功能數(shù)字時鐘姓名：于旺班級：電氣工程及其自動化二班學(xué)號：11100740127指導(dǎo)教師：劉云鵬摘要多功能數(shù)字鐘采用數(shù)字電路實現(xiàn)對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。具有時間顯示、鬧鐘設(shè)置、報時功能、校正作用。走時準(zhǔn)確、顯示直觀、精度、穩(wěn)定等優(yōu)點。電路裝置十分小巧,安裝使用也方便。同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費(fèi)的喜愛。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前，數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng)，并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。從有利于學(xué)習(xí)的角度考慮，這里主要介紹以中小規(guī)模集成電路設(shè)計數(shù)字鐘的方法。經(jīng)過了數(shù)字電路設(shè)計這門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，特別經(jīng)過了關(guān)于組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)具備了設(shè)計小規(guī)模集成電路的能力，借由本次設(shè)計的機(jī)會，充分將所學(xué)的知識運(yùn)用到實際中去。本次課程設(shè)計要求設(shè)計一個數(shù)字鐘，基本要求為數(shù)字鐘的時間周期為24小時，數(shù)字鐘顯示時、分、秒，數(shù)字鐘的時間基準(zhǔn)一秒對應(yīng)現(xiàn)實生活中的時鐘的一秒。供擴(kuò)展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實的意義。關(guān)鍵字：晶體振蕩器，分頻器，計數(shù)器，顯示器和校時電路。2.設(shè)計要求及目的2.1設(shè)計要求本課題是設(shè)計一個多功能數(shù)字鐘，以數(shù)字形式顯示時，分，秒的時間，要求有手動校時分秒的基本功能，以及定時控制，仿廣播電臺正點報時，自動整點報時或觸摸報整點時數(shù)的擴(kuò)展功能。2.2設(shè)計目的數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。因此，我們此次設(shè)計與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法。2.3設(shè)計指標(biāo)2.3.1基本功能1.準(zhǔn)確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間2.小時的計時要求為“12翻1”，分和秒的計時要求為60進(jìn)位3.校正時間2.3.2擴(kuò)展功能1.定時控制2.仿廣播電臺正點報時3.報整點時數(shù)4.觸摸報整點時數(shù)3主體電路的設(shè)計3.1數(shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。3.2數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖圖1數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成方框圖主體電路是由功能部件或單元電路組成的。在設(shè)計這些電路或選擇部件時，盡量選用同類型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成電路或都采用CMOS集成電路。整個系統(tǒng)所用的器件種類應(yīng)盡可能少。下面介紹各功能部件與單元電路的設(shè)計。3.2.1振蕩器的設(shè)計振蕩器（英文：oscillator）是用來產(chǎn)生重復(fù)電子訊號（通常是正弦波或方波）的電子元件。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。能將直流電轉(zhuǎn)換為具有一定頻率交流電信號輸出的電子電路或裝置。種類很多，按振蕩激勵方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器；按電路結(jié)構(gòu)可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等；按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。廣泛用于電子工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)研究等方面。振蕩器（英文：oscillator）是一種能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。低頻振蕩器（low-frequencyoscillator，或稱LFO）是指產(chǎn)生頻率在0.1赫茲到10赫茲之間交流訊號的振蕩器。這個詞通常用在音訊合成中，用來區(qū)別其他的音訊振蕩器。振蕩器主要可以分成兩種：諧波振蕩器（harmonicoscillator）與弛張振蕩器（relaxationoscillator）。能將直流電轉(zhuǎn)換為具有一定頻率交流電信號輸出的電子電路或裝置。種類很多，按振蕩激勵方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器；按電路結(jié)構(gòu)可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等；按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。廣泛用于電子工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)研究等方面。主要適用于各大中院校、醫(yī)療、石油化工、衛(wèi)生防疫、環(huán)境監(jiān)測等科研部門作生物、生化、細(xì)胞、菌種等各種液態(tài)、固態(tài)化合物的振蕩培養(yǎng)。自激多諧振蕩器也叫無穩(wěn)態(tài)電路.兩管的集電極各有一個電容分別接到另一管子的基極，起到交流耦合作用,形成正反饋電路，當(dāng)接通電源的瞬間,某個管子先通，另一只管子截止,這時，導(dǎo)通管子的集電集有輸出,集電極的電容將脈沖信號耦合到另一只管子的基極使另一只管子導(dǎo)通.這時原來導(dǎo)通的管子截止.這樣兩只管子輪流導(dǎo)通和截止，就產(chǎn)生了震蕩電流。由于器件不可能參數(shù)完全一致,因此在上電的瞬間兩個三極管的狀態(tài)就發(fā)生了變化，這個變化由于正反饋的作用越來越強(qiáng)烈,導(dǎo)致到達(dá)一個暫穩(wěn)態(tài).暫穩(wěn)態(tài)期間另一個三極管經(jīng)電容逐步充電后導(dǎo)通或者截止，狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn),到達(dá)另一個暫穩(wěn)態(tài).這樣周而復(fù)始形成振蕩。振蕩器是數(shù)字鐘的核心。石英晶體振蕩器的特點是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率調(diào)整。它還具有壓電效應(yīng)，在晶體某一方向加一電場，則在與此垂直的方向產(chǎn)生機(jī)械振動，有了機(jī)械振動，就會在相應(yīng)的垂直面上產(chǎn)生電場，從而使機(jī)械振動和電場互為因果，這種循環(huán)過程一直持續(xù)到晶體的機(jī)械強(qiáng)度限制時，才達(dá)到最后穩(wěn)定，這種壓電諧的頻率即為晶體振蕩器的固有頻率如果精度要求不高，可采用集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準(zhǔn)確程度，通常選用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高。圖2晶體振蕩器電路如果精度要求不高也可以采用由集成邏輯門與RC組成的時鐘源振蕩器或由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器。這里設(shè)振蕩頻率fo=1kHz，電路參數(shù)如圖3所示：如圖2所示為電子手表集成電路（如5C702）中的晶體振蕩器電路，常取晶振的頻率為32768Hz，因其內(nèi)部有15級2分頻集成電路，所以輸出端正好可得到1Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖圖3555振蕩器電路分頻器的設(shè)計提供功能擴(kuò)展電路所需要的信號，如仿電臺報時用的1kHz的高音頻信號和500Hz的低音頻信號等。3.38421碼制,5421碼制表用四位二進(jìn)制碼的十六種組合作為代碼，取其中十種組合來表示0-9這十個數(shù)字符號。通常，把用四位二進(jìn)制數(shù)碼來表示一位十進(jìn)制數(shù)稱為二-十進(jìn)制編碼，也叫做BCD碼，見表1。表18421碼制和5421圖4分頻器設(shè)計電路3.3.1分頻器的具體工作原理從電路結(jié)構(gòu)來看，分頻器本質(zhì)上是由電容器和電感線圈構(gòu)成的LC濾波網(wǎng)絡(luò)，高音通道是高通濾波器，它只讓高頻信號通過而阻止低頻信號；低音通道正好相反，它只讓低音通過而阻止高頻信號；中音通道則是一個帶通濾波器，除了一低一高兩個分頻點之間的頻率可以通過，高頻成份和低頻成份分頻器原理都將被阻止。在實際的分頻器中，有時為了平衡高、低音單元之間的靈敏度差異，還要加入衰減電阻；另外，有些分頻器中還加入了由電阻、電容構(gòu)成的阻抗補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其目的是使音箱的阻抗曲線心理平坦一些，以便于功放驅(qū)動。位于功率放大器之后，設(shè)置在音箱內(nèi)，通過LC濾波網(wǎng)絡(luò)，將功率放大器輸出的功率音頻信號分為低音，中音和高音，分別送至各自揚(yáng)聲器。連接簡單，使用方便，但消耗功率，出現(xiàn)音頻谷點，產(chǎn)生交叉失真，它的參數(shù)與揚(yáng)聲器阻抗有的直接關(guān)系，而揚(yáng)聲器的阻抗又是頻率的函數(shù)，與標(biāo)稱值偏離較大，因此誤差也較大，不利于調(diào)整。將音頻弱信號進(jìn)行分頻的設(shè)備，位于功率放大器前，分頻后再用各自獨(dú)立的功率放大器，把每一個音頻頻段信號給予放大，然后分別送到相應(yīng)的揚(yáng)聲器單元。因電流較小故可用較小功率的電子有源濾波器實現(xiàn)，調(diào)整較容易，減少功率損耗，及揚(yáng)聲器單元之間的干擾。使得信號損失小，音質(zhì)好。但此方式每路要用獨(dú)立的功率放大器，成本高，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)用于專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)二、分頻器與功率的分配構(gòu)成音箱的高、低音單元,各自的標(biāo)稱功率是不一樣的，而在實際節(jié)目信號的功率譜中，高頻、低頻信號的比例也是不一樣的，因此將各種信號統(tǒng)計平均后，就得到了圖1所示的模擬信號功率譜.將圖1的功率譜進(jìn)行計算，就得到了圖2所示的功率分配曲線.在選擇分頻點時，一定要考慮功率的分配問題,使高音單元留有一定的余量。圖2表示20Hz~20kHz的總功率規(guī)一化為100%，把20Hz至某頻率f所占功率為總功率的百分?jǐn)?shù)，應(yīng)用舉例如下。如分頻點為2?5kHz的二分頻系統(tǒng)，由圖2的橫座標(biāo)2?5kHz到曲線相交，從縱座標(biāo)讀出百分?jǐn)?shù)，則20Hz~2.5kHz的功率比例為87%，2?5kHz~20kHz的功率比例為13%。當(dāng)總功率為100W時，則低音功率W低=100×87%=87W，高音功率W高=100×13%=13W。使用上面的功率分配關(guān)系時，還請注意揚(yáng)聲器單元的功率標(biāo)準(zhǔn)。一般產(chǎn)品標(biāo)注是額定最大正弦功率(RMS)，而有的制造廠為了商業(yè)目的，,標(biāo)注峰值功率或稱為音樂功率，但數(shù)值一般卻是RMS功率的2~4倍。三、分頻方式的選擇分頻方式雖然有6dB/oct型、18dB/oct型、3dB降落點交叉型及12dB/oct型、6dB降落點交叉型等數(shù)種，但綜合考慮它們的優(yōu)缺點，建議使用12dB/oct型。四、分頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計分頻網(wǎng)絡(luò)時，如把負(fù)載單元加入RC阻抗補(bǔ)償電路，作為恒阻抗進(jìn)行設(shè)計，這樣當(dāng)然是最好，但筆者查閱大量書刊資料后，發(fā)現(xiàn)RC阻抗補(bǔ)償電路的計算方法有多種,而得出的RC值也不相同，讓人不易選擇，只好按頻點電阻法來進(jìn)行設(shè)計。首先，用圖3所示電路連接，測出高、低音單元在分頻點處的阻值(注意不要用單元標(biāo)稱阻抗代替，否則誤差會很大，然后進(jìn)行右上表中的計算和按圖將LC元件連接,即告初步制作完成。高、低音單元的靈敏度不平衡，可用電阻衰減調(diào)節(jié)(1997年《電子報》第15期有專門文章介紹)，制作時建議使用優(yōu)質(zhì)聚丙烯電容，優(yōu)化設(shè)計空芯電感，將元件用熱熔膠固定在印制板上，電感可用棉線或塑料扎扣帶加強(qiáng)固定，用搭棚焊的方法連接，做成高、低音通道各自獨(dú)立的分線分音方式。五、調(diào)試方法根據(jù)聲壓級平方反比定律,點聲源在自由空間中,距離增加一倍,聲壓級衰減6dB.利用這一定律,就可以進(jìn)行下面的實際操作.把音箱體和揚(yáng)聲器單元裝好,不接分頻器,用《雨果金碟》測試信號,按正常的放音方式,用固定音量2~3W,重復(fù)播放分頻點處頻率f,用圖4自制的簡易聲壓測試儀,在2m處測試聲壓,調(diào)節(jié)話筒音量電位器使數(shù)字萬用表讀數(shù),為一容易記憶的整數(shù),記下備用.然后,接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò),將聲壓計放在1m處,測試讀數(shù)與上次應(yīng)相同,否則,按讀數(shù)大(小)增大(減小)電容量,直到讀數(shù)相同(這時分頻點頻率f衰減6dB).然后,將信號重新直接輸入低音單元,將測試信號調(diào)節(jié)成高于分頻點頻率f的倍頻程信號,用聲壓計在4m處測試聲壓,記下讀數(shù)備用.最后,接入分頻器低通網(wǎng)絡(luò),將聲壓計放在1m處,讀數(shù)與上次相同,否則,稍加微調(diào)(這時倍頻程頻率f衰減12dB),這樣,低音網(wǎng)絡(luò)就調(diào)試完畢.高音網(wǎng)絡(luò)重復(fù)以上操作步驟,調(diào)節(jié)電感,注意第二步輸入低于分頻點頻率f的倍頻程信號.這樣,一套高質(zhì)量的分頻器就制作和調(diào)試完成.。分頻器的功能主要有兩個:一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號;二是提供功能擴(kuò)展電路所需的信號,如圖4所示，仿電臺報時用的1kHz的高音頻信號和500Hz的低音頻信號等.選用3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90可完成上述功能.因每片為1/10分頻,3片級聯(lián)則可獲得所需要的頻率信號,即第一片的Q0端的輸出頻率為500Hz,第二片的Q3端輸出的是10Hz,第三片的Q3端輸出為1Hz.時分秒計數(shù)器的設(shè)計分和秒計數(shù)器都是模數(shù)M=60的計數(shù)器，其計數(shù)規(guī)律為00—01—…—58—59—00…選74LS92作為十位計數(shù)器，74LS90作為個位計數(shù)器，再將他們級聯(lián)組成模數(shù)M=60的計數(shù)器。圖5分秒計數(shù)器邏輯電路圖時計數(shù)器是一個“12翻1”的特殊進(jìn)制計數(shù)器，即當(dāng)數(shù)字鐘運(yùn)行到12時59分59秒，秒的個位計數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字鐘應(yīng)自動顯示為01時00分00秒，實現(xiàn)日常生活中習(xí)慣常用的計時規(guī)律。選用74LS191和74LS74。圖6時計數(shù)器邏輯電路圖校時電路的設(shè)計當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計數(shù)出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時是數(shù)字鐘應(yīng)具備的基本功能。一般電子手表都具有時，分，秒等校時功能。為了使電路簡單，這里只進(jìn)行分和小時的校時。如圖7所示為校時電路邏輯圖。對校時電路的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。校時方式有“快校時”和“慢校時”兩種，“快校時”是通過開關(guān)控制，使計數(shù)器對1Hz的校時脈沖計數(shù)。“慢校時”是用手動產(chǎn)生單脈沖作為校時脈沖。圖8示電路為?！皶r”，?！胺帧彪娐贰Ｆ渲蠸1為校“分”用的控制開關(guān)，S2為校“時”用的控制開關(guān)，他們的控制功能如圖表示。校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當(dāng)S1或S2分別為“0”時可以進(jìn)行快校時。如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行慢校時。S1S2功能111001計數(shù)校分校時需要注意的是，校時電路是由與非們構(gòu)成的組合邏輯電路，開S1或S2為“1”或“0”時，可能會產(chǎn)生抖動，接電容C1，C2可緩解抖動。所以實際使用時，一般會接一個RS觸發(fā)器，將其改為去抖動開關(guān)電路。圖7校時電路邏輯圖圖8校時開關(guān)的功能圖.1.2.2校時開圖8校時開關(guān)的功能主體電路的裝調(diào)①根據(jù)數(shù)字鐘系統(tǒng)組成框圖，按照信號的流向分級安裝，逐級級聯(lián)，這里的每一級是指組成數(shù)字鐘的各功能電路。②級聯(lián)時如果出現(xiàn)時序配合不同步，或尖峰脈沖干擾，引起邏輯錯亂，則可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快，模糊不清，這可能是電源電流的跳變引起的，則可在集成電路期間的電源端Vcc加退耦濾波電容。通常用幾十個微法的大電容與0.01F的小電容相并聯(lián)作為退耦濾波電路。③畫數(shù)字鐘的主體邏輯電路圖。經(jīng)過級聯(lián)并糾正設(shè)計方案中的錯誤不不足之處后，再測試電路的邏輯功能是否滿足設(shè)計要求。最后畫出滿足設(shè)計要求的總體邏輯電路圖，如果因為實驗器材有限，則其中秒計數(shù)器的個位和時計數(shù)器的十位可采用發(fā)光二極管指示，因而可以省去2片譯碼器賀2片數(shù)碼顯示器。圖9數(shù)字鐘主體電路邏輯圖④數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，可以由許多中小規(guī)模集成電路組成，所以可以分成許多獨(dú)立的電路。由石英晶體振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器和校時電路組成，石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結(jié)果通過"時"、"分"、"秒"譯碼器顯示時間。其中以校正電路代替時間計數(shù)電路中的時、分、秒之間的進(jìn)位，當(dāng)校時電路處于正常輸入信號時，時間計數(shù)電路正常計時，但當(dāng)分校正時，其不會產(chǎn)生向時進(jìn)位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨(dú)立的電路。電路的信號輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。整個數(shù)字鐘主體電路邏輯如圖9所示。圖9數(shù)字鐘主體電路邏輯圖4.功能擴(kuò)展電路的設(shè)計4.1定時控制電路的設(shè)計數(shù)字鐘在指定的時刻發(fā)出信號，或驅(qū)動音響電路“鬧時”（這里用可用指示燈來代替音響電路）；或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開“控制”。不管是鬧還是控制，都要求時間準(zhǔn)確，即信號的開始時刻與持續(xù)時間必須滿足規(guī)定的要求。例如要求6時59分發(fā)出鬧鐘信號，持續(xù)時間為1分鐘這是對應(yīng)數(shù)字中的時個位計數(shù)器的狀態(tài)=0110，分十位計數(shù)器的狀態(tài)為=0101,分個位計數(shù)器的狀態(tài)為=1001。若將上述技術(shù)其輸出為1的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制指示燈，可以使指示燈正好在6點59分亮，持續(xù)1分鐘后熄滅，所以鬧時控制信號Z的表達(dá)式為Z=圖10定時電路示意圖4.2仿廣播電臺正點報時電路的設(shè)計仿廣播電臺正電報時的電路的設(shè)計要求是：每當(dāng)數(shù)字鐘計時塊要到正點時發(fā)出聲響，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)束的時刻為正點時刻。仿廣播電臺正點報時的電路如圖11所示。這里采用的都是TTL與非門，如果用其他器件，則報時電路還會簡單一些。圖11仿電臺報時電路圖11仿電臺報時電路圖設(shè)4聲低音（約500Hz）分別發(fā)生在59分51秒，53秒，55秒和57秒，最后一聲高音（約1KHz）發(fā)生在59分59秒，它們的持續(xù)時間均為1秒。如表2所示CP/sQ3s1Q2s1Q1s1Q0s1功能500000510001鳴低音520010停530011鳴低音540100停550101鳴低音560110停570111鳴低音581000停591001鳴高音001010停表2秒個位計數(shù)器的狀態(tài)4.3報整點時數(shù)電路的設(shè)計報整點時數(shù)電路的功能是：每當(dāng)數(shù)字鐘計時到整點時發(fā)出聲音，且?guī)c響幾聲。實現(xiàn)這一功能的電路主要由以下幾個部分組成?！駵p法計數(shù)器完成幾點響幾聲的功能。即從小時計數(shù)器的整點開始進(jìn)行減法計數(shù)，直到零為止。減法計數(shù)器選用74LS191組成，各控制端的作用如下☉為置數(shù)端。當(dāng)=0時將小數(shù)計數(shù)器的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)輸出端的數(shù)據(jù)置入☉為溢出負(fù)脈沖輸入端，當(dāng)減計數(shù)到0時，輸出一個負(fù)脈沖☉為加/減控制器。=1時減法計數(shù)☉為減法計數(shù)脈沖，兼作音響電路的控制脈沖●編碼器將小時計數(shù)器的5個輸出端Q4，Q3，Q2，Q1，Q0按照“12翻1”的編碼要求轉(zhuǎn)換為減法計數(shù)器的4個輸入端D3，D2，D1，D0所需要的BCD碼。編碼器的真值表如表3所示分進(jìn)位脈沖小時計數(shù)器輸出減法計數(shù)器輸入CPQ4Q3Q2Q1Q0D3D2D1D0100001000120001000103000110011400100010050010101016001100110700111011180100010009010011001101000010101110011101112101001100表3編碼器的真值表表3編碼器的真值表●邏輯控制電路控制減法計數(shù)器的清零和置數(shù)?？刂埔繇戨娐返妮斎胄盘?。圖12圖12報整點時數(shù)的電路根據(jù)以上要求，采用了如圖12所示的報時整點時數(shù)的電路。其中編碼器時由與非門實現(xiàn)的組合邏輯電路，其輸出的邏輯表達(dá)式由5變量的卡諾圖可得。圖圖13各點的波形4.4觸摸報整點時數(shù)電路的設(shè)計在有些場合（如夜間），不便于直接看顯示時間，希望數(shù)字鐘有觸摸報時功能。即觸摸數(shù)字鐘的某端，能夠報當(dāng)時的整點時數(shù)。根據(jù)功能要求，不難設(shè)想在圖9所示的電路基礎(chǔ)上，增加一些觸發(fā)脈沖控制電路，或?qū)⒆詣訄髸r改為觸摸報時電路即可。產(chǎn)生觸摸控制脈沖的電路有單次脈沖產(chǎn)生器，555集成電路定時器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等。5電路仿真調(diào)試5.1實驗過程中遇到的問題及解決方法5.1.1面包板和芯片的測試測試面包板各觸點是否接通；有時電路不通的原因是因芯片引腳接觸不良而造成的，因此，確認(rèn)芯片是否接觸良好是非常重要的。5.1.2時間計數(shù)電路的連接與測試六進(jìn)制、十進(jìn)制都沒有什么大的問題，只是芯片引腳的問題，只要重新插過芯片就可以解決了。但在六十進(jìn)制時，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)制，檢測后發(fā)現(xiàn)無論是線路的連通還是芯片的接觸都沒有問題。最后，在重對連線時發(fā)現(xiàn)是線路接錯引腳造成的，改過之后，顯示就正常了。5.1.3校正電路因引腳接錯而造成錯誤，所以校正電路是完全按照仿真圖所連的，在測試時，開始進(jìn)行時校時時，沒有出現(xiàn)問題，但當(dāng)進(jìn)行到分校時時，發(fā)現(xiàn)計數(shù)電路的秒電路開始亂跳出錯。因此，電路一定是有地方出錯了，在反復(fù)對照后，發(fā)現(xiàn)是因為在接入校正電路時忘了把秒十位和分個位之間的連線拿掉而造成的，因此，在接線時一定要注意把多余的線拿掉。6總結(jié)6.1心得體會20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。時間對人們來說總是那么寶貴，工作的忙碌容易使人忽略了時間，忘記了要做的事情，當(dāng)事情不是很重要的時候，這種遺忘無