课 程 设 二○一八年六月
计
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目 录
第1章 设计任务 ............................. 1
1.1基本功能：（80分） ................................. 1 1.2扩展功能：（完成任意一个功能，得10分） ............ 1
第2章 方案设计 ............................. 2 第3章 电路设计 ............................. 3
3.1 多谐振荡器电路设计（赵洪鲁） ....................... 3 3.2 计时电路设计（魏超） ............................... 4 3.3电路设计（张英卓） ................................. 5
第4章 电路调试 ............................. 6
4.1 振荡器电路调试（赵洪鲁） ........................... 6 4.2 计时电路调试（魏超） ............................... 7 4.3 校时电路（张英卓） ................................. 7
课程设计总结 ................................ 8 参考文献 .................................... 9 附录A 电路图 .............................. 10 附录B 实物照片 ............................ 11
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第1章 设计任务
1.1基本功能：（80分）
1．应用模拟振荡电路实现正弦波时钟信号的发生，并作为数字钟的时钟信号。 2．实现数字时钟计时功能，时间以24分钟为一个周期； 3．用数码管显示分钟、秒。
1.2扩展功能：（完成任意一个功能，得10分）
1．具有校时功能，可以对分钟和秒单独校时；
2．计时过程具有报时功能，到达指定的时间（时间自定）进行蜂鸣报时； 3．可输出方波波形； 4．可输出三角波波形； 5．可输出锯齿波波形；
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第2章 方案设计
1.数字时钟计时周期为24分钟，满刻度为23分59秒
2.电路由译码显示器，分.秒计时器，校时电路，报时电路振荡器组成 3.干电路系统有秒信号发生器，分.秒计数器，译码器，显示器，校时电路，整点报时电路组成
4.将秒信号送入60进制的秒计数器，每60秒发现一个脉冲信号，送入24进制的分计数器
5.显示电路将分.秒计数器的输出进行译码，用LED七段显示器显示出来 6.校时电路用来对显示电路的调整
7.整点报时根据计时系统的输出信号产生脉冲，触发音频发生器
显示器
显示器 译码器 译码器 分计数器 秒计数器
校时电路 图2.1方案设计原理图
振荡器
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第3章 电路设计
3.1 多谐振荡器电路设计（赵洪鲁）
3.1.1 电路方案设计
利用深度正反馈，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通和截止，从而自激产生方波输出的震荡器。
3.1.2 电路参数计算
F=1/2πrc
F=1
令c=2.2uf （因为市面上只有这两种电容） r≈20kΩ
r2≈r1的二倍 （r1随机取一个值）
3.1.3 电路仿真
图3.1振荡器仿真图
………………..
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3.2 计时电路设计（魏超）
3.2.1 电路方案设计
2片74LS90芯片组成60进制，两片74LS90芯片组成24进制。74LS90的清零是两清零端口同时为高电平时才清零。
60进制计数器，一个是十进制，一个六进制，当第十个脉冲来到时，四级触发器的状态1001，然后自动清零，同时给第二组加法计数器CP端进行计数，第二片触发器状态为0110，同为高电平，将R01与Qb，R02与Qc相连。构成异步清零，为此循环
24进制计数器，一个2进制，一个4进制，当第24个脉冲到来时，2进制Qc为高电平，4进制Qb为高电平，让2进制Qc与R01相连，4进制Qb与R02相连，当第24个脉冲到来时就会异步清零，为此循环 3.2.2 电路仿真
图3.2计时电路仿真图
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3.3电路设计（张英卓）
3.3.1 校时电路方案设计
由于秒信号的精确性和稳定性不能做到完全准确，用一个RS基本触发器和单刀双掷开关以及电源电压，电阻构成。分别对分.秒的校准，由于机械开关具有颤抖现象，用RS触发器除颤，每搬动一次开关产生计数脉冲，实现校时 3.3.2 电路仿真
图3.3校时电路仿真图
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第4章 电路调试
4.1 振荡器电路调试（赵洪鲁）
按照电路图，焊接好RC正弦波振荡电路，连接示波器，调节反馈电阻R2使电路产生正弦波，测量稳定不失真震荡时输出电压峰值运放同向端峰值，二极管两端电压最大值，如表4.1 R2 1.8kΩ 小于2
图4.1仿真波形 图4.2现实波形
输出电压峰值 右端电压峰值 运放同向端电压峰值 12.336v 11.325v 4.023v 二极管两端电压最大值 0.782v 根据表一R2=1.8kΩ产生正弦波，由于二极管存在动态电压因此R2与R1的比值
在调试过程中总是出不来波形，经过检查元器件与电路板接触不良，将元器件的引脚适度的插入电路板更深一点
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4.2 计时电路调试（魏超）
以上方案，在仿真上能按照预计的要求工作，仿真上译码器用74ls48芯片，在实际中用cd4511代替时发现加5v电压芯片会发烫过一会会烧掉，所以换芯片后要重新确定电压。
发现计数器不是1s加1而是跳变，检查发现有的线路接触不良，重新接线 在各单元电路中总忘记给芯片加电源，加电源
在电路板制作成品时没弄清各个引脚之间的关系，重新连线 计数芯片清零端未接地，无法进位，清零端接地
4.3 校时电路（张英卓）
在计数部分调试成功后，接入校时电路，发现在搬动开关时不是+1，没有反应，经过检查接入端接错，重新接
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课程设计总结
通过这次课程设计，让我们加深了对模拟电子计时基础和数字电子技术基础这两门课程知识的了解，自己动手查阅各种资料和独立思考，提高了我们动手的能力，当方案设计出来后我们小组又跟其他小组讨论最佳方案，让我们感到自己的不足之处通过别人的方案可以扩展我们的知识并且更加熟悉这一课题的设计，之后我们又要在电路板上做一个事物出来，在此过程中碰到了很多问题，例如接触不良，仿真与实际的差异等等，我们通过对各个单元调试，熟悉各个单元的要求和特性，严重考验我们的认真态度和仔细程度，为我们成为优秀的工作者创造基础。在电路出错后我们要有很大的耐心，要逐级调试知道找出其中原因。考验我们团队合作能力，要求我们有一定的基础知识和交流能力
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参考文献
[1]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社出版社，2005. [2]祁存荣.电子技术基础实验[C].武汉：武汉理工大学出版社，2006.
[3]叶晓慧，李小珉.数字电路逻辑设计图解.武汉：华中科技大学出版社，2005. [4]王建珍.数字电子技术.人民邮电出版社，2005.
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附录A 电路图
图5.1电路总仿真图
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附录B 实物照片
图6.1校时电路实物（反面）
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图6.2校时电路实物（正面）
图6.3振荡电路实物（正面）
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图6.4振荡电路实物（反面）
图6.5计时电路实物（正面）
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图6.6计时电路实物（反面）
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