编号： 基本工程设计阐明书简易电子闹的钟设计电子工程与自动化学院光电信息科学与工程李朝庭130082汪杰君副专家题 目： 院 （系）：专 业：学生姓名：学 号：指引教师：职 称： 9 月18日摘 要20 世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗入了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化限度的提高，同步也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快 时间对人们来说总是那么珍贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘掉目前的时间忘掉了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅简易电子闹钟是一种用于在一定期间后通过发出闹铃声而唤醒顾客的简朴电子电路，是用来避免午觉睡过头的仪器起定期唤醒顾客的作用本系统重要由555 定期器构成的方波信号发生器和通过按键输入控制的两位计数器延时定期电路构成成的可以输入任意时间进行倒计时的电子时钟，模拟且定期时间间隔可在99秒范畴内持续可调核心词：定期电路；555 定期器；多谐振荡器；定期闹钟Abstract At the end of twentieth Century, the electronic technology has developed rapidly. In the promotion, the modern electronic products have penetrated almost all areas of the society. It has greatly promoted the development of social productive forces and the improvement of social information. Time is always so valuable to people, the work of the busy and complicated and easy to make people forget the current time. Forget to do, when it is not very important, this not hurt the important essentials. Simple electronic alarm clock is a used to after a certain period of time through the alarm sounds and wakes up the user a simple electronic circuit and is used to prevent nap sleep overdo the instrument from time to time to wake up the user's role. This system mainly consists of 555 timer square wave signal generator and the input control through the key input control of the two bit counter timing circuit can be input to the input of a time of the electronic clock, simulation and time interval can be within 99 seconds of continuous adjustable.核心词：定期电路；555 定期器；多谐振荡器；定期闹钟Key words: timing circuit; 555 timer; multi harmonic oscillator; time clock目 录引言 11 设计任务 21.1 设计题目 21.2 设计规定 22 系统的构成 32.1 系统的构成总体框图 32.2 各部分系统的功能 32.3 方案可行性分析与仿真调试 32.3.1时钟信号发生系统 32.3.2按键输入系统 52.3.3 倒计时与响铃系统 62.3.4各系统的衔接与总原理图 93 硬件设计 103.1 元器件选择的根据以及元件参数的拟定 103.2 PCB原理图与电路图布线设计 103.3硬件制作 114 系统调试 124.1 信号发生器的调试 124.2 计数器以及数码管显示的调试 124.3 响铃系统调试 124.4 按键输入电路的调试 125 结论 14谢 辞 16参照文献 17附录一 元件清单 18附录二 电路总原理图 19附录三PCB图 20附录四 实物图 21引言随着电子技术的飞速发展，电子控制电路在平常生活中有着大量的应用并广泛地应用于工农业的生产和电子新产品的开发应用之中。
为进一步巩固和加强“模拟电子技术”、“数字电子技术”课程的理论知识，用PROTEL等电路设计软件用mulsitim进行仿真进行PCB印制电路板设计，用PROTEL等电路设计软件，掌握常用电子电路的一般设计措施提高电子电路的设计能力，熟悉并学会选用电子元器件理解电子产品研制开发过程，掌握电子电路中基本单元电路的构成原理，学会撰写课程设计总结报告，加强论文写作能力通过查阅手册和文献资料培养独立分析问题和解决问题的能力，培养创新能力和创新思维把设计、组装、调试的内容进行全面的总结，将实践内容上升到理论高度研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义电子闹钟已经是现代生活中常常用到的工具之一，是人们平常生活中随处可见的一种简朴的电子仪器老式的电子闹钟只是机械控制,此外体积也很大, 又不美观也不实用，而此设计的电子闹钟是用逻辑芯片设计而成的只要简朴的设立好后，就能按照顾客的设定，定期产生闹铃，也能给人们的生活带来以便 电子闹钟在科学技术高度发展的今天,千家万户都少不了它,因此诸多家庭个人都需要有一种电子闹钟，为人们提供报时以便本书将简要简介模仿电子闹钟的基本设计原理和仿真过程1 设计任务1.1 设计题目制作一种简易电子闹钟。
1) 具有自动清零功能；2) 具有可调节闹铃时间功能；3) 可自动或手动结束闹铃；1.2 设计规定1、运用所学知识设计一种简易电子闹钟成果以扬声器提示2、在设计过程中规定做到电路清晰明了，构造简朴，可以把电路中各部件的重要功能分析透彻3、进行电路原理图设计，用PROTEL等电路设计软件，用multisim 进行仿真4、进行PCB印制电路板设计，用PROTEL 等电路设计软件2 系统的构成2.1 系统的构成总体框图根据闹钟的基本功能拟出方案的原理方框图如下图所示：响铃系统时钟信号发生系统倒计时控制系统键盘输入系统图表 1图（2.1）方案原理方框图2.2 各部分系统的功能时钟信号发生系统：振荡器产生周期为1Hz振荡的矩形波信号；倒计时控制系统：接受时钟信号以及键盘的输入，并且完毕倒计时的工作；键盘输入系统：完毕所需倒计时的时间输入；响铃系统：发出响铃，提示顾客2.3 方案可行性分析与仿真调试此方案与否可行核心在于这四个部分的电路能否同步合理有效地工作2.3.1时钟信号发生系统时钟信号发生系统的电路可用简朴的555多谐振荡电路来实现，根据NE555频率计算软件计算如下：图（2.3.1.1）555频率计算成果得知其中：R1=50kΩ，R2=47kΩ，C=10μF其原理图如下：图（2.3.1.2）时钟信号发生原理图通过multisim软件仿真以及调试可知：我们可以通过简朴的555多谐振荡电路产生倒计时控制系统所需的时钟信号：图（2.3.1.3）时钟信号发生仿真图2.3.2按键输入系统该系统重要由0~9九个拨动按键以及两片为8－3线优先编码器构成，编码器的输入端由第一片优先编码器的八位输入端跟第二片优先编码器前二位输入端构成。
输出端的低三位分别由两片优先编码器的A0非,A1非，A2非相与而成，第四位输出端取自第一片优先编码器的GS非端通过扩展两片为8－3线优先编码器可实现十种不同输入状态编码出倒计时系统所需的四位输入端图（2.3.2.1）按键输入原理图 根据优先编码器的功能表，当优先编码器其中一种输入端输入低电平，其她输入端为高电平时，优先编码器就能将0~9输入端地址位译码成四位二进制码，通过multisim软件仿真以及调试成果如下：在multisim中用一种数码管接到该系统的四位输出端，调试该电路得知：在开关0~9所有闭合的状况下，然后当打开其中任何一种开关，两片组合成的编码器的输入端为低电平，这时它的输出为相应打开开关端口数字图（2.3.2.2）按键输入仿真图应当考虑到开关输入优先性问题，根据优先编码器的功能表得知D7端的优先性最高根据设计，在输入数字时只能打开需要输入数字相应的开关，应避免同步打开两个或两个以上的开关，否则也许会浮现输入无效的状况2.3.3 倒计时与响铃系统 倒计时系统由两片十进制可逆计数器、两片BCD-7段数码管译码器驱动器、两片共阳数码管构成系统的的信号输入取自555信号发生系统的输出的方波信号，信号直接输入第一片74LS192计数器的DWN非减计数输入端，UP非端接高电平，这样就能实现减计数功能。
计数器的扩展：第一片计数器的进位输出端BRW非接到第二位计数器的DWN非减计数输入端，两片计数器的输出端分别接到段数码管译码器驱动器的输入端，通过数码管译码器驱动器译码，这样就能实目前共阳数码管显示两位数的倒计数效果：图（2.3.3.1）倒计时原理图通过multisim软件仿真以及调试成果如下： 当第一位计数器的DOWN非端接入1Hz占空比位50%的方波信号源，第一片计数器的进位输出端BO非接到第二位计数器的DOWN非减计数输入端，分别在两片计数器的输出端接入数码管，数码管便会进行每秒一次的进位减计数显示：图（2.3.3.2）倒计时仿真图响铃系统重要由电平保持电路和蜂鸣器构成由于计数器进位输出信号仅为一瞬间的电平变化，而闹铃需要保持响着，这就需要一种电平保持电路为了可以让这个系统自动停止闹钟，这个电路可由一片十进制可逆减计数器简朴构成：当这个计数器UP非端接受到倒计时系统的一种初始的进位信号，一种闹铃周期内，这个计数器的QA非端由低电平变为高电平，这样就能驱动蜂鸣器发出声音，当下一种周期到来的时候再由高电平变为低电平，这样就实现了闹钟的自动停止图（2.3.3.3）响铃系统原理图通过multisim软件仿真以及调试成果如下： multisim示波器中蓝色的线条为方波信号源模拟计数器输出的进位信号，可以看到，当该计数器接受到电平变化的进位信号，其QA端由低电平变为高。