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一、電子鐘課程設(shè)計(jì):
目錄
1 設(shè)計(jì)目的 3
2 設(shè)計(jì)要求指標(biāo) 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴(kuò)展功能 4
3.方案論證與比較 4
4 總體框圖設(shè)計(jì) 4
5 電路原理分析 4
5.1數(shù)字鐘的構(gòu)成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時(shí)間計(jì)數(shù)器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振蕩器電路 6
5.1.5數(shù)字時(shí)鐘的計(jì)數(shù)顯示電路 6
5.2 校時(shí)電路 7
5.3 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 8
6系統(tǒng)仿真與調(diào)試 8
7.結(jié)論 8
參考文獻(xiàn) 9
實(shí)驗(yàn)作品附圖 10
數(shù)字鐘
摘要:
數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置,與機(jī)械式時(shí)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(shí)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(jì)數(shù)字鐘的方法。
經(jīng)過了數(shù)字電路設(shè)計(jì)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(shí)序邏輯電路部分的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)具備了設(shè)計(jì)小規(guī)模集成電路的能力,借由本次設(shè)計(jì)的機(jī)會,充分將所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際中去。
本次課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鐘,基本要求為數(shù)字鐘的時(shí)間周期為24小時(shí),數(shù)字鐘顯示時(shí)、分、秒,數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)一秒對應(yīng)現(xiàn)實(shí)生活中的時(shí)鐘的一秒。供擴(kuò)展的方面涉及到定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、定時(shí)廣播、定時(shí)啟閉路燈等。因此,研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用,有著非?,F(xiàn)實(shí)的意義。
1 設(shè)計(jì)目的
1.掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。
2.熟悉集成元器件的選擇和集成電路芯片的邏輯功能及使用方法。
3.掌握面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法
4.熟悉仿真軟件的使用。
2 設(shè)計(jì)要求及指標(biāo)
2.1基本功能
1)時(shí)鐘顯示功能,能夠正確顯示“時(shí)”、“分”、“秒”。
2)具有快速校準(zhǔn)時(shí)、分、秒的功能。
3)用555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1Hz)的方波脈沖信號。
2.2擴(kuò)展功能
1)用晶體振蕩器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1Hz)的脈沖信號。
2)具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。
3)具有鬧鐘的功能。
4)……
3、方案論證與比較
本設(shè)計(jì)方案使用555多諧振蕩器來產(chǎn)生1HZ的信號。通過改變相應(yīng)的電阻電容值可使頻率微調(diào),不必使用分頻器來對高頻信號進(jìn)行分頻使電路繁復(fù)。雖然此振蕩器沒有石英晶體穩(wěn)定度和精確性高,由于設(shè)計(jì)方便,操作簡單,成為了設(shè)計(jì)時(shí)的首選,但是由于與實(shí)驗(yàn)中使用的555芯片產(chǎn)生的脈沖相比較,利用晶振產(chǎn)生的脈沖信號更加的穩(wěn)定,同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點(diǎn),同時(shí)在顯示上能夠更加接進(jìn)預(yù)定的值,受外界環(huán)境的干擾較少,一定程度上優(yōu)于使用555芯片產(chǎn)生信號方式。我們組依然同時(shí)設(shè)計(jì)了555和晶振兩個(gè)信號產(chǎn)生電路。(本實(shí)驗(yàn)報(bào)告中著重按照原方案設(shè)計(jì)的555電路進(jìn)行說明)
4、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖
數(shù)字式計(jì)時(shí)器一般由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。在本設(shè)計(jì)中555振蕩器及其相應(yīng)外部電路組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號發(fā)生器,由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。秒信號送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),把累計(jì)的結(jié)果以‘時(shí)’、‘分’、‘秒’的數(shù)字顯示出來。‘時(shí)’顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成,‘分’、‘秒’顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成。其原理框圖如圖1.1所示。
5、電路原理分析
5.1數(shù)字鐘的構(gòu)成
數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對標(biāo)準(zhǔn)頻率(1HZ)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路.由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致,故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定.在此使用555振蕩器組成1Hz的信號。
數(shù)字鐘原理框圖(1.1)
5.1.1振蕩器電路
555定時(shí)器組成的振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。
5.1.2時(shí)間計(jì)數(shù)器電路
時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器,分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成,其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,而根據(jù)設(shè)計(jì)要求,時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器.
5.1.3分頻器電路
通常,數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,需要對振蕩器的輸出信號進(jìn)行分頻。
通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路,一般采用多級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。例如,將32768Hz的振蕩信號分頻為1HZ的分頻倍數(shù)為32768( ),即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
5.1.4振蕩器電路
利用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器接通電源后,電容C1被充電,當(dāng)電壓上升到一定數(shù)值時(shí)里面集成的三極管導(dǎo)通,然后通過電阻和三極管放電,不斷的充放電從而產(chǎn)生一定周期的脈沖,通過改變電路上器件的值可以微調(diào)脈沖周期。
5.1.5數(shù)字時(shí)鐘的計(jì)數(shù)顯示控制
在設(shè)計(jì)中,我們使用的是74**160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的功能,實(shí)驗(yàn)中主要用到了160的置數(shù)清零功能(特點(diǎn):消耗一個(gè)時(shí)鐘脈沖),清零功能(特點(diǎn):不耗時(shí)鐘脈沖),在上級160控制下級160時(shí)候通過組合電路(主要利用與非門)實(shí)現(xiàn),在連接電路的時(shí)候要注意并且強(qiáng)調(diào)使能端的連接,其將影響到整一個(gè)電路的是否工作。
電路的控制原理如下:
秒鐘由個(gè)位向十位進(jìn)位:0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實(shí)現(xiàn)個(gè)位的計(jì)數(shù),采用的是置數(shù)的方式(利用RCO端口),當(dāng)電路計(jì)數(shù)到1001的時(shí)候采用一個(gè)二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號,實(shí)現(xiàn)了秒?yún)^(qū)的個(gè)位和十位的顯示與控制。設(shè)計(jì)中注意到接的是一個(gè)與非門而不是與門,目標(biāo)在產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖。實(shí)現(xiàn)正確的顯示。
由秒?yún)^(qū)向分區(qū)的顯示控制:
基本原理同上,在秒?yún)^(qū)十位向時(shí)區(qū)個(gè)位顯示的時(shí):0000—0001—0010—0011—0100—0101產(chǎn)生了六個(gè)脈沖的時(shí)候向下級輸出一個(gè)時(shí)鐘脈沖,利用的還是與非門,目標(biāo)仍是實(shí)現(xiàn)正確的計(jì)時(shí)顯示。
分區(qū)的顯示及整體電路反饋清零:
當(dāng)數(shù)值顯示達(dá)到:23:59的時(shí)候要實(shí)現(xiàn)清零的工作,采用CLR清零的方式反饋清零。具體設(shè)計(jì)接出控制端的9,5,3,2用十六進(jìn)制表示后高電平對應(yīng)引腳接與非,將非門輸出信號的值反饋給各個(gè)160芯片的清零端(CLR)既可以實(shí)現(xiàn)清零了。
5.2 校時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)
當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對時(shí)間進(jìn)行校正.通常,校正時(shí)間的方法是:首先截?cái)嗾5挠?jì)數(shù)通路,然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端,校正好后,再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可.
根據(jù)要求,數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正功能,因此,應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路,并采用正常計(jì)時(shí)信號與校正信號可以隨時(shí)切換的電路接入其中.
在實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)過程中使用的是通過開關(guān)(普通開關(guān))來實(shí)現(xiàn)高低電平的切換,手動(dòng)賦予需要的高低電平來實(shí)現(xiàn)脈沖的供給,將脈沖提供到所需要的輸入(CLK)端口,實(shí)現(xiàn)校時(shí),仿真過程中能夠正常校時(shí)并且在校時(shí)的時(shí)候達(dá)到了預(yù)定的效果;而在我們進(jìn)入實(shí)際電路連接的時(shí)候,利用開關(guān)(手控導(dǎo)線點(diǎn)觸實(shí)現(xiàn))來實(shí)現(xiàn)校時(shí)再不像仿真那樣的精確了,原因分析是由于使用的是普通的開關(guān)同時(shí)利用的是手動(dòng)的對CLK端口賦予脈沖信號,在實(shí)現(xiàn)手動(dòng)生成脈沖信號的過程中產(chǎn)生了擾動(dòng),即相當(dāng)于產(chǎn)生了多個(gè)的脈沖信號對需要的數(shù)碼管進(jìn)行校時(shí),如此,并沒有達(dá)到仿真的精確效果,但是在實(shí)驗(yàn)中通過改進(jìn)電路的校時(shí)方式,不是用手觸開關(guān)產(chǎn)生脈沖信號(如若需用手觸則需要使用一個(gè)鎖存器實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng),才能夠在脈沖生成時(shí)候不產(chǎn)生干擾的脈沖,實(shí)現(xiàn)正常的校時(shí)),而是使用信號發(fā)生器實(shí)現(xiàn)信號的提供,對需要校時(shí)的數(shù)碼管在相對應(yīng)的CLK端口提供脈沖信號實(shí)現(xiàn)校時(shí),利用此方式實(shí)現(xiàn)校時(shí)則比手觸開關(guān)方式效果要好。
5.3 報(bào)時(shí)的實(shí)現(xiàn)
報(bào)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)原理較為簡單,即對所需要報(bào)時(shí)的輸出量進(jìn)行控制,并對控制產(chǎn)生的信號作為LED顯示的信號源,電路連接中要注意到的是在實(shí)現(xiàn)LED顯示的時(shí)候最好連接上一個(gè)保護(hù)電阻對LED燈器到保護(hù)的作用。例如我們的校時(shí)時(shí)間是 23:59,0010—0011—0101—1001;利用相應(yīng)的門電路實(shí)現(xiàn)滿足端口輸出是上述條件的時(shí)候進(jìn)行報(bào)時(shí)即可。
6、系統(tǒng)仿真與調(diào)試
7、結(jié)論
學(xué)貴以致用,通過幾天的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程,將從書本上學(xué)到的知識應(yīng)用于實(shí)踐,學(xué)會了初步的電子電路仿真設(shè)計(jì),雖然過程中遇到了一些困難,但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業(yè)素質(zhì)的一種提高。當(dāng)最終調(diào)試成功的時(shí)候也是對自己的一種肯定。在當(dāng)前金融危機(jī)大的社會背景下,能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書,更為重要的是畢業(yè)生是否能夠適應(yīng)社會大潮流的需要,契合企業(yè)的要求即又較硬的動(dòng)手操作及設(shè)計(jì)能力。此次的設(shè)計(jì)作業(yè)不僅增強(qiáng)了自己在專業(yè)設(shè)計(jì)方面的信心,鼓舞了自己,更是一次興趣的培養(yǎng),為自己以后的學(xué)習(xí)方向的明確了重點(diǎn)。
另外在這次實(shí)驗(yàn)中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們采取不同的解決方法,最終一一解決設(shè)計(jì)中遇到的問題。還有在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中我們曾遇到多塊芯片以及數(shù)碼管損壞的情況造成了數(shù)字鐘的顯示沒有達(dá)到預(yù)期的效果,或是根本不顯示,通過錯(cuò)誤排除最終確認(rèn)是元件問題,并向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經(jīng)遇到不懂的問題時(shí),利用網(wǎng)上的資源,搜索查找得到需要的信息。
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partial requirements forthe of degree Masterof Engineering By JianChen Liu
Supervisor:Prof.Xiaoqin Associate Liu Prof.Dinghua June2010 碩士學(xué)位論文 摘要 環(huán)氧乙烷 E0
直接水合法是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)乙二醇 EG 的主要方法,生產(chǎn)技術(shù)由 料中水的含量,這就需要蒸發(fā)脫除產(chǎn)品中85% 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 以上的水,導(dǎo)致裝置必須
設(shè)置多效蒸發(fā)單元,造成實(shí)際生產(chǎn)中流程長、設(shè)備大、能耗高等缺點(diǎn),直接影響了 EG的生產(chǎn)成本與工藝能耗。 為了降低成本及能耗,國外大公司競相開發(fā)了碳酸乙烯酯 EC
法合成EG新工 藝。本課題組在對EG工藝多年研究基礎(chǔ)上,緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢,提出了EC法合成
EG的改進(jìn)新工藝,該工藝采用含有EG的EC混合溶劑吸收水洗塔解吸出來的EO, 大部分EO吸收液在酯化反應(yīng)器中與C02化合生成EC,小部分EO吸收液和酯化得
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四、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作的安裝調(diào)試過程怎么寫?急需,謝謝!?。?/strong>
1)說明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能,應(yīng)達(dá)到技術(shù)指標(biāo),進(jìn)行方案論證,確定設(shè)計(jì)方案。 ⑵畫出電路圖,說明各部分電路的工作原理,初步選定所使用的各種器件的主要參數(shù)及型號,列出元器件明細(xì)表。 ⑶系統(tǒng)中包含的中、小規(guī)模集成電路的種類至少在六種以上。 2.模擬仿真 ⑴根據(jù)理論設(shè)計(jì)用multisim 7在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真。驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的正確性。 ⑵分析電路的工作原理,寫出仿真報(bào)告。 3.安裝調(diào)試部分 ⑴實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的小型數(shù)字系統(tǒng),并進(jìn)行單元測試和系統(tǒng)調(diào)試。完成系統(tǒng)功能。 ⑵若系統(tǒng)出現(xiàn)故障,排除系統(tǒng)故障,分析并記錄系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因,并將此部分內(nèi)容寫在報(bào)告中。 4.寫出課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告(要求報(bào)告為A4紙20頁以上,并打印)。 報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容: 摘要(300~400字) 目錄 1.概述 2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2.2 設(shè)計(jì)要求 3.理論設(shè)計(jì) 3.1方案論證 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.2.1 結(jié)構(gòu)框圖及說明 3.2.2 系統(tǒng)原理圖及工作原理 3.3 單元電路設(shè)計(jì) 3.3.1單元電路工作原理 3.3.2元件參數(shù)選擇 4.軟件仿真 4.1 仿真電路圖 4.2 仿真過程 4.2 仿真結(jié)果 5.安裝調(diào)試 5.2 安裝調(diào)試過程 5.3 故障分析 6.結(jié)論 7.使用儀器設(shè)備清單 8.參考文獻(xiàn)。 9.收獲、體會和建議。
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