数字闹钟专业课程设计报告样本.docx

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数字闹钟专业课程设计报告样本

数字闹钟专业课程设计报告

南航金城学院

数字电路实验课程设计报告

数字闹钟

第一部分设计任务

设计、制作一个带有校时功能、可定时起闹的数字闹钟。

1、有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用分个位数码管上的DP点显示。

2、计时以24小时为周期。

（23:

59→00:

00）

3、具有校时电路，可进行分、时较对。

4、走时过程能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟产生闹铃，闹铃响时约3s。

第二部分设计方案

系统组成：

秒信号发生器：

由LM555构成多谐振荡器

走时电路：

计数器和与非门组成

校时电路：

秒信号调节

闹钟电路：

跳线的方法由计数器、译码器、组合逻辑电路、单稳态电路组成

显示电路：

译码器数码管

模块结构与方框图

第三部分电路设计与器件选择

秒信号发生器

提供秒脉冲

取R1=,R2=

C=220uF

T≈1S

内部电路组成:

（1）分压器（3个R）

（2）电压比较器

（A1、A2）

（3）RS触发器

（4）反相器

（5）晶体管T

1端GND地

2端TR低电平触发输入

3端UO输出

4端RD直接清0

5端CV电压控制，不用

F电容

接地

6端TH高电平触发输入

7端D三极管集电极

8端VCC电源（~18V）

包括秒计时器、分计时器、时计时器，每一部分由两片计数器级联构成。

（1）.秒计时器：

十进制与六进制级联而成，由两片74LS163和与非门实现。

（2）.分计时器：

同秒计时器。

（3）.时计时器：

模24，计数显示00~23。

由两片74LS160和与非门实现。

秒分计时器原理

时计数器原理

74LS160其清零方式通常称为“异步清零”，即只要清零端有效，不管有无时钟信号，输出端立即为0。

译码显示电路

用译码器74LS48对计数结果进行译码，译码后在共阴极数码管上显示。

模块电路及参数计算

用555输出信号加至分，时计时器使其快速计数

将所需要校对的时或分计数电路的脉冲输入端切换到秒信号，使用快脉冲计数，到达标准时间后再切换回正确的输入信号。

3号端口为输出端，在此拉出一根导线作校时用

工作原理和功能说明

利用译码器将时计数器输出进行译码，在译码输出处通过跳线设置起闹点。

器件说明

单稳态触发器:

输出端只有一个稳定状态,另一个状态则是暂稳态。

加入触发信号后，它可以由稳定状态转入暂稳态，经过一定时间以后，它又会自动返回原来的稳定状态。

74LS123内部包括两个独立的单稳态电路。

单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻（RT）和定时电容（CT）决定。

单稳的翻转时刻决定于A、B、CLR三个输入信号。

第四部分整机电路

见报告最后一页

第五部分安装调试与性能测量

我们在星期一拿到实验器件后并没有直接就开始动手连电路，我们的打算是星期一总体设计电子钟的布局，以及了解各个元件的功能，星期二针对电子钟的各个模块的功能进行电路的设计，包括走时电路，校时电路和闹钟电路，星期三搭连电路，星期四调试，星期五答辩。

在搭连电路的过程中我的合作者主要负责48和数码管的连接以及器件电源的连接，我主要负责走时电路以及闹钟电路的连接，星期三那下午连接完成，并进行初步的调试。

在连接电路的过程中遵循以下几个原则：

1、布局合理，元件布局合理规划，尽量做到用线最少

2、导线紧靠面包板

3、交叉线路尽可能少

1、面包板测试

我们是将面包板上的电源插孔的上面部分接高，下面部分接地，在用蜂鸣器调试的过程中，发现只有接到第二排的电源插孔时蜂鸣器不响，于是我们分析可能是面包板中间负极连接没有连好，我们换了一根导线重连后恢复正常。

2、数码管和48的测试

接通电源后发现只有一个数码管全部不亮，由于已经排除电源没电的可能，所以我们主要检查数码管和48本身，我们将48插紧后数码管亮了。

其中有一个数码管的亮度相较于其他三个明显偏暗，检查之后没有发现有任何的问题，我们估计可能是元件本身的问题，在实验室换了一个数码管后恢复正常，至此在48和数码管的调试结束。

3、时间计数电路的测试

采用校时电路调试的方法，将秒信号直接接到分电路上，显示确实是到59后归零并进位。

再将秒信号直接接到小时电路上显示到23时归零。

最后将时间调到23:

59分，用秒信号直接输出，等待一分钟后全部归零，至此时间计数电路的调试完成，没有发现任何的错误。

4、闹钟电路的测试

在检查之前的步骤中并没有连接蜂鸣器，因为每次连接都会发出声响，比较吵。

连接蜂鸣器后，在我们设定的12时时并没有发出声响，并且整个过程只有接通的瞬间才会发出声响，这让我们匪夷所思，我们先检查电路连接有没有错误，确认没有后验证元件有没有插紧，发现都没问题依然是同样的情况，我们请别组的同学帮我们看看，发现我们一个138的两个接地的拐角没有接地，接地后还是如此，我们就换了一个138试试，再测试问题解除。

（在调试的过程中因为蜂鸣器一直比较吵，所以我们在后面的调试过程中一直采用发光二级管代替蜂鸣器，直到问题解除

5、其他问题

当基本的问题都解决后，我们开始对整个电路做稍微的修改看看会有什么情况，，信号频率变快，将220μF的电拆除后发现信号跳的飞快。

6、未解决的问题

如果将面包板的电源线直接接到电源上，并多次打开关闭电源，发现数码管一直显示从00:

00开始计数，并且蜂鸣器不响，如果是将电源一直打开使用面包板上的电源线一直触碰的话，数码管上就会以随机的数字出现，并且在接通的瞬间蜂鸣器会响。

还有就是用校时电路去校时时在接通或断开的瞬间，数字有时会乱跳。

第六部分课程设计总结

通过本次实验对输电知识有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习电子技术基础的意义，也达到了其培养的目的。

在实验中，我也遇到了很多挫折，不过我都和同伴一一克服了，大家齐心协力解决了问题，使我明白了和他人共同合作的重要性。

在以后的道路上我们也必须深刻认识到团队合作的精神，投入今后的发展之中。

成功就是在不断摸索中前进实现的，遇到问题我们不能灰心、烦躁，甚至放弃，而要静下心来仔细思考，分部检查，找出最终的原因进行改正，这样才会有进步，才会一步步向自己的目标靠近，才会取得自己所要追求的成功。

在课程设计过程中，收获知识，提高能力的同时，我也学到了很多人生的哲理，懂得怎么样去制定计划，怎么样去实现这个计划。

因此在以后的生活和学习的过程中，我一定会把课程设计的精神带到生活中，不畏艰难，勇往直前。