數(shù)字鐘設(shè)計報告

PAGEPAGE3 目錄TOC\o"1-3"\h\u306881.設(shè)計的任務(wù)與要求 2286091.1數(shù)字鐘的設(shè)計目的: 2187701.2數(shù)字鐘的設(shè)計要求 293311.3數(shù)字電子鐘的基本原理 264672.實驗器材和主要器件 3120692.1主要器材 3152942.2所需芯片與芯片管腳圖 3270523．電路仿真與設(shè)計 5269803.1系統(tǒng)設(shè)計框圖 5326743.2單元模塊設(shè)計 699623.2.1電源部分 6134383.2.2振蕩時鐘 6320483.2.3分頻電路 771023.2.4計數(shù)器 7121163.2.5數(shù)碼管驅(qū)動 8233563.2.6校時、校分電路 9179793.2.7綜合框圖 1043653.2.8PCB板 11177494.電路板錫焊、安裝芯片及實物照片 114334.1焊錫 11150284.2安裝芯片 1362274.3電路板實物圖 13114385．課程設(shè)計心得體會 13210936．參考資料 15 摘要:本次電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計選題是數(shù)字鐘的設(shè)計。主要原理是由晶體振蕩電路產(chǎn)生多諧振蕩，經(jīng)過分頻器分頻后輸出穩(wěn)定的秒脈沖，作為時間基準。秒計數(shù)器滿60向分計數(shù)器進位，分計數(shù)器滿60向小時計數(shù)器進位，小時計數(shù)器以24為一個周期，并實現(xiàn)小時高位具有零熄滅的功能。計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送到顯示器，可在相應(yīng)位置正確顯示時、分、秒。計時出現(xiàn)誤差或者調(diào)整時間可以用校時電路進行時、分的調(diào)整。引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對時間計量的精度要求越來越高。高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘石晶表石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便；另一方面《數(shù)字電子技術(shù)》是一門實踐性很強的的課程，只靠短短的課堂教學(xué)，學(xué)生只能略懂一些膚淺的表面知識，通過課程設(shè)計，學(xué)生親自動手去做，在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題中，才能夠更好的理解《數(shù)字電子技術(shù)》的理論知識，提干我們的知識運用能力和實驗技術(shù)，增強實踐能力，為我們將來在技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展奠定了一定的實踐基礎(chǔ)。1.設(shè)計的任務(wù)與要求1.1數(shù)字鐘的設(shè)計目的:1.2數(shù)字鐘的設(shè)計要求1.3數(shù)字電子鐘的基本原理2.實驗器材和主要器件2.1主要器材電路板1塊HOURKEY一個MINKEY一個另外導(dǎo)線兩根2.2所需芯片與芯片管腳圖3．電路仿真與設(shè)計3.1系統(tǒng)設(shè)計框圖時十位時十位譯碼器計數(shù)器時個位譯碼器計數(shù)器分十位譯碼器計數(shù)器分個位譯碼器計數(shù)器秒十位譯碼器計數(shù)器秒個位譯碼器計數(shù)器校分電路校時電路振蕩電路分頻電路分頻電路給系統(tǒng)提供電源9v電池7805降壓到5V3.2單元模塊設(shè)計3.2.1電源部分該設(shè)計用的是9v的電池，經(jīng)過7805把電壓降到5V供電路板上的集成塊和數(shù)碼管使用。圖中所標的VCC就是電源+5V；3.2.2振蕩時鐘數(shù)字電路中的時鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器為數(shù)字鐘提供了10ms的基準信號，典型的振蕩器是555定時器實現(xiàn)的多諧振蕩器如圖所示。通過調(diào)節(jié)R11可以控制555產(chǎn)生頻率的的精度。3.2.3分頻電路這是由兩片74ls161連接成的100進制計數(shù)器他們都是工作在置數(shù)方式，因為161為異步置數(shù)所以當輸出端為1001的時候在下一個脈沖的上升沿置數(shù)（0），再將兩片級聯(lián)就形成了100進制計數(shù)器。把555產(chǎn)生的10ms變?yōu)?s的脈沖輸送到個位161的脈沖輸入端。3.2.4計數(shù)器60進制計數(shù)器這是由兩片74ls161連接成的60進制計數(shù)器他們都是工作在置數(shù)方式，低位是連接成為一個十進制計數(shù)器，它的clk端接的是低位的進位脈沖。高位接成了六進制計數(shù)器。當輸出端為0101的時候在下個時鐘的上升沿把數(shù)據(jù)置數(shù)成0000這樣就形成了6進制計數(shù)器，連個級聯(lián)就成為了60進制計數(shù)器，分別可以作為秒和分記時。24進制計數(shù)器24進制計數(shù)器的個位也是用置數(shù)法連接成了十進制計數(shù)器。74ls00的兩個輸入引腳接到了十位的Q1和個位的Q2上輸出引腳接到了電路板上所有161芯片的Rest端。也就是說當十位為0010個位為0100的時候（24）使所有161復(fù)位歸0。完成24進制計數(shù)。3.2.5數(shù)碼管驅(qū)動數(shù)碼管驅(qū)動電路時由CD4511組成，它能將161輸出的標準BCD碼變換成驅(qū)動七段數(shù)碼管所需的信號。上面的200歐電阻是為數(shù)碼管限流用的，防止由于電流太大損壞45113.2.6校時、校分電路通過按鍵把分鐘或者小時的個位的CLK端拉低由此產(chǎn)生一個模擬CLK脈沖。使得分鐘和小時分別加1實現(xiàn)相應(yīng)的校時功能3.2.7綜合框圖3.2.8PCB板4.電路板錫焊、安裝芯片及實物照片4.1焊錫手工錫焊要點掌握好加熱時間錫焊時可以采用不同的加熱速度，例如烙鐵頭形狀不良，用小烙鐵焊大焊件時我們不得不延長時間以滿足錫料溫度的要求。在大多數(shù)情況下延長加熱時間對電子產(chǎn)品裝配都是有害的，這是因為（1）焊點的結(jié)合層由于長時間加熱而超過合適的厚度引起焊點性能劣化。（2）印制板，塑料等材料受熱過多會變形變質(zhì)。（3）元器件受熱后性能變化甚至失效。（4）焊點表面由于焊劑揮發(fā)，失去保護而氧化。結(jié)論：在保證焊料潤濕焊件的前提下時間越短越好。2．保持合適的溫度如果為了縮短加熱時間而采用高溫烙鐵焊校焊點，則會帶來另一方面的問題：焊錫絲中的焊劑沒有足夠的時間在被焊面上漫流而過早揮發(fā)失效；焊料熔化速度過快影響焊劑作用的發(fā)揮；由于溫度過高雖加熱時間短也造成過熱現(xiàn)象。結(jié)論：保持烙鐵頭在合理的溫度范圍。一般經(jīng)驗是烙鐵頭溫度比焊料熔化溫度高50℃較為適宜。理想的狀態(tài)是較低的溫度下縮短加熱時間，盡管這是矛盾的，但在實際操作中我們可以通過操作手法獲得令人滿意的解決方法。3．焊錫量要合適過量的焊錫不但毫無必要地消耗了較貴的錫，而且增加了焊接時間，相應(yīng)降低了工作速度。更為嚴重的是在高密度的電路中，過量的錫很容易造成不易察覺的短路。但是焊錫過少不能形成牢固的結(jié)合，降低焊點強度，特別是在板上焊導(dǎo)線時，焊錫不足往往造成導(dǎo)線脫落，過量的焊劑容易流到觸點處，從而造成接觸不良。4.焊接可靠，具有良好導(dǎo)電性，必須防止虛焊。虛焊是指焊料與被焊件表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)。只是簡單地依附在被焊金屬表面上。5.保持烙鐵頭的清潔因為焊接時烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用。因此要隨時在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)。6．烙鐵撤離有講究烙鐵處理要及時，而且撤離時的角度和方向?qū)更c形成有一定關(guān)系。撤烙鐵時輕輕旋轉(zhuǎn)一下，可保持焊點適當?shù)暮噶?，這需要在實際操作中體會。4.2安裝芯片按照老師發(fā)給的電路板的正面所標注的芯片安裝位置安裝。4.3電路板實物圖此電路板未安裝芯片.5．課程設(shè)計心得體會數(shù)電快結(jié)課時，侯老師告訴我們這學(xué)期我們有個電子鐘的課題設(shè)計，剛開始時，老師說要用到譯碼器、計數(shù)器、振蕩電路、分頻電路等，要想做好它就要把數(shù)電課本以及所要用到的芯片的功能及其管腳分配了解透徹，另外還要考慮一些器件的參數(shù)，比如說電阻、電容等，我覺得這個課題設(shè)計一定非常難，所以我下等課下時間猛啃數(shù)電知識。當天進行設(shè)計時才知道原來老師把芯片給我們，我們只需要按照器件的功能進行錫焊、組裝和調(diào)試就可以了。剛開始，我們先練習(xí)手工錫焊。我記得當時，我的電洛鐵不熱，不能使液錫融化。老師告訴我這是因為焊接時烙鐵頭長期處于高溫狀態(tài)，又接觸焊劑等受熱分解的物質(zhì)，其表面很容易氧化而形成一層黑色雜質(zhì)，這些雜質(zhì)幾乎形成隔熱層，使烙鐵頭失去加熱作用，因此要隨時在烙鐵架上蹭去雜質(zhì)。我用矬子磨了一下洛鐵頭，焊錫碰到洛鐵就融化了。我還記得我開始焊的時候拿洛鐵的手一直抖，點不到液錫上。我問自己怕什么，點就行唄！大不了用吸錫器把點上的液錫吸掉重點，花了好長時間的練習(xí)手才不抖了。老師要求焊接可靠，具有良好導(dǎo)電性，必須防止虛焊。虛焊是指焊料與被焊件表面沒有形成合金結(jié)構(gòu)，只是簡單地依附在被焊金屬表面上。練習(xí)差不多了，我就開始焊電路板了，焊的時候覺得越焊越順手，所以還不到一上午就焊完了。焊完之后要接到5v電源上進行調(diào)試，當時我心里又緊張又激動。我看到有的同學(xué)焊的電路板不能正常工作，所以我緊張我焊的電路板是不是有太多虛焊。我激動是因為這是我自己焊接的電路板。經(jīng)過調(diào)試我的電路板一次成功，我覺得很有成就感。這次課程設(shè)計我受益頗豐。首先，“實踐出真知。”我認識到學(xué)習(xí)科學(xué)知識不能只依靠那短短的課堂教學(xué)，也不能光靠做課后習(xí)題來略懂一些膚淺的表面知識，要通過實際操作來加深對數(shù)電知識的理解和運用。其次，對待科學(xué)的態(tài)度要嚴謹，認真，仔細。就像焊接