毕业设计功能

毕业设计功能

毕业设计功能 篇1

功能设计玩法的方法总结八个字：“目标，荣耀，互动，惊喜”。而功能完善的方法总结六个字：“情绪，表现，人性”。

目标可以分为两块，设计者的目标和用户的目标。同时动力来自目标，有了目标才会去努力。

自己设计这个功能想要表达什么，想要达到什么目的，这个就是设计者的目标。如果一个功能在设计完后，自己都不知道为什么要设计这个功能，那么怎么指望别人会去接受这个功能;如果你的目标不明确，那么很可能最后用户玩下来的结果和自己想达到的结果南辕北辙。

用户来玩你的游戏，你的功能，总是带有各种各样的目的性来的，如想全服有名，想天下第一，想获得别人的崇拜，又如想放松，想发泄，想交朋友等等。那么设计者在设计功能的时候，就要给用户设计各种不同的目标，尽可能的去满足不同的用户的目标。同时，用户的目标又分为短期目标和长期目标。功能以一个或多个长期目标贯穿，又携带更多的短期目标让用户一步一步的努力下去，玩下去。二者缺一不可，只有长期目标，那么用户会觉得太遥远，不去努力，而只有短期目标，用户又觉得太乏味，很烦躁，不知道什么时候是个头。另外需要注意的是，目标不能断，当目标断档之后，用户在这段时间则会觉得没有动力，不知道要干什么，那么流失就自然出现了，

(下图是星辰变社区中的签到游戏，每天只能掷骰子一次，刺激玩家能天天上社区，提升社区的活跃度)

用户为什么要追求设计者设计的目标，设计者设计的目标又怎么样让用户去接受认可?很简单：让用户达到目标有个适当的荣耀感。每个人都或多或少拥有虚荣心，在用户达到目标后，给予其一个能向他人炫耀的途径，那么用户就肯去努力达成目标。

人与人之间的互动是最具有不确定性及可玩性的事情。在设计功能时，应时时刻刻都要去想，怎么样能把用户引到与其他用户互动上去。互动不只是两个用户之间交朋友，还包括了两个用户之间的敌对关系。在用户体验功能时，能够通过功能结交更多的好友，同时又能产生更多的仇人，那么这个功能就能吸引更多用户的目光。

游戏就是玩随机，但随机又是和用户的努力不可分割的。用户通过努力可以获得更大的概率。在体验功能中，每一步都有随机，每一步都有一个或大或小的惊喜来提高用户体验功能的积极性。

(下图是社区的砸蛋游戏，玩家可以通过游戏获得独一无二的宠物，不是所有的人都可获得，玩家很乐意炫耀这些宠物)

如果一个功能能够让用户确定目标，以互动的方式达到目标，过程中充满惊喜，最终产生荣耀感。那么这个功能离好功能的定义所差不远。

毕业设计功能 篇2

一、设计功能概述

从工业化大生产致使设计的改变以来,设计之物的装饰审美功能已与使用功能一样,成为设计活动的一大主角,这一点从工艺美术运动伊始,已初现端倪[1,1]。稍后德国包豪斯灵魂人物——沃尔特·格罗庇斯的一段名言就是最好的例证;"功能的合理只是使用价值所依靠的创作过程的物质方面。其另一方面,满足人们精神上的审美要求,是与物质方面同等重要的。这两个方面都可以从生活本身的统一体中找到根据"[1]。

在社会文化与经济高度发达的今天,人们已经把更多注意力集中在环境这一问题上来。文化与经济高速发展,也给环境这本来美丽的词汇打上了一个引号,无论是自然环境、社会环境还是与设计密切相关的人工环境,无一例外。随之也出现很多相关问题:能源问题、世界气候变暖问题、社会风气问题、与时尚相关的问题、可持续发展问题……如此等等,不胜枚举。设计师对这些问题的关注,通过创造性设计对这些问题的解决,已经显现出设计的第三大功能——调节功能。设计的调节功能的主旨是解决当代社会中存在的矛盾,关注范围包括当代社会所有领域。设计的使用功能、审美功能与调节功能有个共同点,即都是建立在发现问题——设计——解决问题这一模式之上的。在现阶段设计活动中对上面三个功能的认识已经非常深刻,也已经在很多具体设计中得到体现,特别是设计的调节功能已经成为热门话题。

从而,从设计的调节功能引申出来的引导功能,开始登上表演舞台。设计的引导功能是通过设计师赋于设计物大量有益且超前的信息,在设计物与人接触过程中对人的思维观念发挥一定作用,从而达到一种理想目的的功能。与上述三个功能相比,引导功能是建立在构想——设计——引导这一模式之上的。它需要卓越的设计师在思想中构建一个合理健康的未来社会,并通过具体设计来引导和促使社会向这个方向前进。它的关键点在于设计者的合理构想,而着力点在于受众的思维观念。

从现今社会情况出发,已经可以看出引导功能出现的必然性。人类发展给自然环境、社会环境以及生活在其中的人的影响已经非常巨大,人类也已经为自己的进步付出了相当大的代价。二氧化碳的大量排放所带来的温室效应,致使全球气候变暖,相关问题接踵而来。在社会环境方面,时尚似乎具有超强的生命力,对文化传统发起一波又一波冲击。然而这些问题也只不过是众多矛盾中的冰山一角。这个世界前进的速度已经很快,无疑将会越来越快,新石器时代用一万年才能设计完成的东西,如果放在现今世界,最多也不过十年。社会高速发展,是否意味着人的适应能力也会迅速提高呢?现在确实是一个知识爆炸的时代,这一现象使人的工作分工越来越明显,就算是只精于一个工作的人,也需要花费比以往更多的精力来学习和适应。人作为这个世界的中心,却被迫在这个世界里面做加速跑,这本身就是一个矛盾。如此看来,有必要考虑控制一下这个世界前进的速度。而设计师应适时承担起一份责任,充分利用设计的引导功能,引导社会合理健康发展。

二、设计的引导功能与其他功能的关系

随着社会发展,设计的功能也在一步步扩充自己的领地,从设计发展历史已经可以得到证明,设计发展历史要求设计功能出现顺序是:实用功能——审美功能——调节功能——引导功能。

设计的前三个功能是通过系统化设计为主要方法来实现的。通过具体设计可以看出,在实用功能和审美功能都得到满足以后,设计的调节功能的重要性已经非常突出,这在2010年的中国上海世博会中得到完美体现。而设计的引导功能也正是在调节功能的基础之上引申出来的一个全新功能,他的出现是现阶段社会发展的必然结果。引导功能是建立在构想——设计——引导这一模式之上的,他的主旨是找准社会前进方向,通过具设计引导和促使社会向这一方向发展。

可以看出,前面三个功能是引导功能的物质基础。只有当人们不再需要花时间去研究审美与实用孰重孰轻时,才会把精力用在认识和发挥调节功能上面。对引导功能的发现和认识是建立在前面三个功能已经非常明晰的基础之上的。另一方面,对前面三个功能的认识和实践,在方法论上面为引导功能的实践提供参考和帮助。设计的所有功能的体现过程基本相似,在对前三个功能的认识和实践都非常充分的情况下,设计者可以把更多精力投入到关注它们的区别上面来。

引导功能与前面三个功能的重要区别在于:

1.要求设计师具有更高的智慧。与前面三个功能较多使用系统化设计相比,引导功能更多需要使用直觉设计。因为它不能从社会提供的数据中直接找到答案,而需要构想。

2.设计区域在时间上更关注未来。引导功能的实现,是处在未来世界的角度观照现今世界,从而实施引导。

3.设计者的主要活动应是合理构想并科学论证。

4.设计的认识应上升到哲学高度。设计的引导功能看不到,摸不到,甚至不用心还有可能感受不到,是在不知不觉中影响受众的。它作用于人的微妙意识和相关思维活动,一般是在隐性设计中得到体现的。

三、引导功能的体现方式

人是环境的中心,构成人工环境的设计物在满足需求的同时,还影响人的行为和生活质量,并且也关乎大环境的优劣。设计师的个人价值标准、审美观念和艺术素质,都会融入设计物之中,从而也会影响到受众。设计的功能也正是在这一影响过程中得到体现的。引导功能的体现方式的直接作用点是存在于这个世界中的人,是通过对人的影响来达到预期目的,而主要着力点是人的思维观念。人对一种思维观念的选择,比起一般功能更具主动性,也更挑剔,这就要求设计者对着力点的把握要更精准。

这个影响过程中存在着信息的流动,即设计师组织信息——贮存信息于具体设计——受众接收信息,信息流动的源头是设计师的构想。所以设计师应该多关注人、社会和环境,努力提高自己的审美观念和艺术素质,创造出赏用结合、具有高质量并存有大量有益信息的设计物,从而发挥设计的引导功能。也就是说,设计师应从整体考虑着想,精心策划设计在与人和环境的关系中如何最有效地产生效应,从而表达对自身及周围一切的认识和关心,反映其良好的社会责任感和道德观。

四、引导功能的因素

虽然设计的引导功能总是以综合的形式表现出来,但也有具体的表现因素,即对人的引导、对社会环境的引导和对自然环境的引导。

(一)对人的引导

当今世界,人的自我意识觉醒的程度,是无论以前哪个时代都无法比拟的。伴随人的自我意识觉醒而产生的相关矛盾也日益突出。电脑虚拟世界的出现所带来的问题越发引人关注入的自我意识和群体意识之间关系的微妙变化也着实带来不少麻烦;年轻一代的人们的个性非常突出,是否要给他们的个性一个理想的出路?还是给以相对的束缚?

面对上述问题,不得不静下心来讨论一下二十年、或者更长一段时间后,生活在这个世界上的人会变成一个什么样子。在面对一个个具体设计的时候,也有必要把设计师对未来的期望贮存在设计物中,从而引导人向健康的方向发展。

(二)对社会环境的引导

社会环境是无法用空间来概括的,它包括风土人情、社会风气、区域文化和时尚等相关问题。高速发展的社会一方面拉着社会环境长跑,一方面也越来越多地关注怎样使组成它的相关因素免于破坏。对于这些矛盾,设计师如果只是充当调节者的角色,他也终将有一天疲于奔波。与之相反,从根本上解决问题,应构建一条合理的出路,引导其真正的可持续发展。

(三)对自然环境的引导

对自然环境的引导,主要在于人对自然的态度。当由设计活动所产生的人工环境不断扩大,并且大到一定的程度时,人们才会留意到他们对自然环境的所作所为。对自然环境的认识似乎给我们提供了一个全新的角度去理解老子的那句名言,"人法地,地法天,天法道,道法自然"。

虽然在对三个因素的引导时,设计者有时会有选择性的突出某个因素,但也正是这三个因素的综合形式体现了设计的引导功能。

总结

设计的引导功能是在设计的使用功能、审美功能和调节功能的基础之上引申出来的新功能。它是设计者通过具体设计来引导实现有益的构想。面对诸多问题,设计者应该合理构想这个世界前进的方向,并通过充分发挥设计的引导功能,引导世界合理健康前进。这给设计师提出了全新的任务和更高的要求,使设计者重新审视自己的工作,承担起神圣的责任。

参考文献

[1][2]李正安.陶瓷设计[M]杭州:中国美术学院出版社,2006:35页、43页

[1]何新.艺术分析与美学思辩[M]北京:时事出版社,2001。[2]李敬一.中国传播史论[M].武汉:武汉大学出版社,2004

[3][德]汉斯-格奥尔格·加达默尔.夏镇平、宋建平译.哲学解释学[M].上海:上海译文出版社.2003

功能美学 设计静好 篇3

荷兰设计工作室STUDIO WM中“W”代表设计师温蒂·勒格罗（WENDY LEGRO），“M”表示马尔滕·科利尼翁（MAARTEN COLLIGNON），两人都毕业于埃因霍温设计学院，毕业没多久便成立了自己的工作室STUDIO WM。他们二人各自有不同的设计技能，但又有相似的设计品味，这在他们看来是最重要的事情，两人有共同的目标，即使各自的方式不同，那么作为一个团队所出品的设计，也总会好过自己独立出品，其中，马尔滕擅长处理色彩和材质，温蒂善于画草图以及细节处理。但最重要的是，“我们互相激励”。

STUDIO WM善于发现生活的细微之处，比如BOMBUS SIDETABLES系列。这是他们成立工作室后设计的第一套作品，灵感来自小小的甲壳虫。这套家庭边桌系列，两个大人和小孩都各有各的不同尺寸和需求，三个小边桌放在一起可以形成一个小边柜，每个小桌子由锥形木腿支撑，像个小动物一般。在第一套作品中，一切磨合好后，接下来的项目便接踵而来。但大多数产品的灵感都是从生活中自发而来，没有哪个特定的客户，他们会根据这些灵感开发合适的项目，但有时候他们也会根据某个特定的材质来开发某个项目。当他们开始一个项目的时候，他们通常会一起画设计草图，然后为它赋予具体的美学表现，然后在电脑上用3D再具体描绘，之后会挑选色彩和材质，完成最终的设计，看到他们设计的形式便能猜到他们所要赋予产品的感觉。

STUDIO WM出品的设计通常都很轻柔，在生活的嘈杂背景下并不那么醒目，但却很美，他们的目标便是用美学形式模糊物件的功能性，在“餐椅/休闲椅（DINING CHAIR&EASY CHAIR）”的椅子设计中，他们用轻质的材质表达了形式的轻盈，却同样坚固耐用。而在GRADIENT TABLE LAMP中，设计师通过反射作用在台灯里把玩光线。显示出一种一丝亮光的朦胧效果，透过反射，将原本锐利的LED光变的柔和。

DESIGN：是什么吸引你们决定一起工作的？

STUDIO WM：我们在埃因霍温设计学院学习设计的时候，我们就见过对方，毕业期间，我们聊了起来，发现我们对设计有相同的看法但却有不同的设计方式。

我们的不同特质让我们组成一个团队，合作的方式让我们更强大，反应速度更快，最初只是为了好玩，我们参加了几个设计比赛，发现人们非常欣赏我们的设计风格。毕业约9个月后，我们正式开始了自己的工作室STUDIO WM。

DESIGN：开始一个新的项目时，你们会先一起讨论吗？

STUDIO WM：没错，我们总是分享我们的第一个想法。有趣的是，大部分时间，我们发现我们的想法几乎是相同的。我们猜这是因为我们学习生活和工作都在一起，这就导致我们的想法也就都相似了。但当我们开始用不同的方式深入这个创意的时候，我们总会让对方吃惊。最终的结果总是很惊艳，我们无法单独达到这种效果。这是我们合作的成果。

DESIGN：是否有一个项目，最初你们有不同的想法，然后发生了什么？

STUDIO WM：当两个人互相尊重的时候，即使有了不同意见，说服对方始终是一个相当容易的事情。如果说我们有哪个项目最初有不同的想法的话，那就是PORCELAIN灯。MAARTEN当时想的是一个滑轮系统，带一个大灯罩，当我们开始一起深入这个想法的时候，觉得CIRCULAR灯的圆柱形的形状更适合这个系统，在这个项目的一年后，我们对大灯罩的造型依然念念不舍，我们将这个创意应用到另一个项目中，这就是CIRCULAR灯。

DESIGN：在你看来，设计师在生活中的角色是怎样的？

STUDIO WM：设计师可以让生活更美。当你使用一些产品或是看着它们的时候，它们真的能让生活变得更美。

DESIGN：你们的设计哲学是？

STUDIO WM：一个好的产品是生活中一个美丽的东西。设计很安静，看起来和谐、简单，并且细节执行的都很到位。你对设计倾注的爱在最终的产品中是可见的，并且会让产品变得生动起来，它会是一个有灵魂的个性。多数时候，形式会是我们的设计出发点，用荷兰语翻译“设计师（DESIGNER）”便是“形状赋予者（SHAPEGIVER）”，我们给物件予形式，但也赋予它功能。形式是个非常有力量的概念。当我们了解了很多不同类型的材料、技术和生产可能性的知识的时候，我们尽量不限制我们的想法，总是问自己：我们是否想在家里拥有这样的产品，得到的答案应该是“YES！”

DESIGN：谁或什么对你影响很大？

STUDIO WM：每天的日常生活。如果你的思维是开放的，你能在每件事物中发现美和灵感。

企业档案管理系统功能设计 篇4

一、企业档案管理功能

(1)记录了职工的基本信息，了解职工的基本情况，对企业的日常管理有很大的帮助，同时也可以通过这些对职工采取针对性的措施；

(2)浏览功能，使用户能看到所有职工的信息，了解自己所需要的情况，互相了解，从而有利于交流；

(3)备份/还原数据库，保证信息的不流失；

(4)对档案档案的浏览和查询；

(5)管理使用本地数据库，更快更好的进系统维护。

二、企业档案管理系统内容和功能设计

企业档案管理系统提供的主要功能如下。

(1)本企业档案管理系统录入职工的基本信息，如民族类型、职工类别、文化程度、政治面貌、部门类别等等很多设置；

(2)员工提示信息，包括员工生日和员工合同，是企业更加人性化；

(3)备忘记录，能是日常流程更顺利；

(4)数据库的使用，存有备份，避免数据流失带来的不必要的麻烦；

(5)系统管理，使用正确的用户名和密码才能进入下一个界面。建立内容和功能清单

1)内容

主要包括基本信息管理主页，包含职工的名族类别、职工类别、文化程度、政治面貌、部门类别、工资类别、职务类别、职称类别、奖惩类别、记事本类别以及员工生日和员工合同提示；档案管理页面，备忘记录页面，数据库页面，管理工具页面，系统管理页面等可视化页面。

2)功能清单

主要有主界面、用户登录系统、公共模块、系统管理入口、查看，修改个人信息等。

三、企业档案管理系统信息结构设计

确定导行栏目

导行栏目是网站主要功能的体现，合理的划分和安排栏目，将网站的主题明确的显示出来，并且尽量方便访问者的浏览和查询。

四、企业档案管理系统构架的详细介绍

(1)用户登录

用户在登陆之后才能对该系统进行浏览、修改等操作。

(2)企业档案信息的改变

不同功能房间照度的设计要点 篇5

（1）客厅，又名起居室。看起来这两个名字并不相近，也不等同。实际上这两个房间也不是一回事。顾名思义，客厅是接待客人的地方，而起居室则是家里人娱乐交流的地方，只不过在我们这里，尤其是目前大部分住宅设计中一般把这两种功能合二为一了。自建国以来，城镇住宅的客厅有一个从小到大的发展过程。这里就不再多说了。根据现代人的居家理念，并不热衷于在家中应酬，而是希望家是一个真正意义上的港湾，让家人在喧闹的城市中，拥有一个安静的空间。所以，客厅（实际应该侧重于起居室）作为人们在家时逗留时间最长的场所。在进行照明设计和其它专业设计时不容忽视。客厅的功能较一般房间复杂，活动的内容也丰富。对于照明设计也要求有灵活、变化的余地。在人多时，可采用全面照明和均散光；听音乐时，可采用低照度的间接光；看电视时，座位后面宜有一些微弱的照明；读书时，可在右后上方设光源，能够避免纸面反光影响阅读；写字台上的光线最好从左前上方照射（约30～40cm高），再保证一定照度的同时避免手和笔的阴影遮住写字部位的光线。室内如有挂画、盆景、雕塑等可用投射灯加以照明，加强装饰气氛；书橱和摆饰可采用摆设的日光灯管或有轨投射灯；有一些高贵的收藏品，如用半透明的光面板做衬景，里面设灯，会取得特殊的效果。在电气功能设置的合理性方面，客厅的照明开关应采用双控或多控调光开关，一处在玄关处以便进出时方便开关，另一处在沙发附近，可以随时调节灯光。客厅必须安装应急灯，以备突然停电或发生电气故障时使用，如果配合视听设置的控制，音频、视频、电话等有关电子连接线，都预埋在沙发附近，将DVD、电脑键盘等必须用手操作的设备也置于附近（如茶几下）。这样就可以坐在沙发上换碟，炒股或接受远程教育，可谓方便之极。

（2）餐厅，餐厅照明应能够起到刺激人的食欲的作用，在空间比较大、人比较多时设计照度高一些会增加热烈气氛；如果空间小、人又少设计照度应低一些，营造一种幽雅、亲切的气氛；以我国目前的生活发展水平，单独设计餐厅尚未普及。国外的餐厅设计为了追求安静，常使灯光暗些；而我国在烹饪艺术方面，讲究色香味俱全，因此，要求灯光稍亮些。一般常用向下投射的吊灯，光源照射的角度，最好不超过餐桌的范围，防止光线直射眼睛。比如使用嵌顶灯或控罩灯。还应注意设置一定的壁灯，避免在墙上出现人的阴影。

（3）厨房，一般较小，烟雾水气较多，应选用易清洗、耐腐蚀的灯具。除在天花板或墙上设置普通照明外，在切菜配菜部位可设置辅助照明，一般选用长条管灯设在边框的较暗处，光线柔和而明亮，利于操作。

（4）卧室，卧室照明也要求有较大的弹性，尤其是在目前一部分卧室兼作书房的情况下，更应有针对性地进行局部照明。睡眠时室内光线要低柔，可以选用床边脚灯；穿衣时，要求匀质光，光源要从衣镜和人的前方上部照射，避免产生逆光；化妆时，灯光要均匀照射，不要从正前方照射脸部，最好两侧也有辅助灯光。防止化装不均匀。如果摆设书柜，应有书柜照明和短时阅读照明。对于儿童卧室，主要应注意用电安全问题，电源插座不要设在小孩能摸着的地方以免触电危险，较大的孩子的书桌上，可以增设一个照明点。睡眠灯光要较成人亮些，以免孩子睡觉时怕黑或晚上起床时摸黑。

（5）卫生间，卫生间的照明应能显示环境的卫生和洁净。一般对照度要求不高，只要能看见东西就行了。常在屋顶设置乳白罩防潮吸顶灯，在洗脸架上放一个长方形条灯。如有化妆功能，可增设两个侧灯。另在卫生间外门一侧设一脚灯，便于在夜间上厕所使用。

多功能数字钟课程设计 篇6

朱安烟

（安阳师范学院 物电学院, 河南 安阳 455002）

摘要：时钟相比具有更高的准确性和直观性

因此得到了更加广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中

本设计采用六位LED

24小时计时方式根据数码管动态显示原理来进行显示。用晶振产生振荡脉加以分频得到所需的钟表秒脉冲,利用纯数字电路，实现数字电子时钟功能,时间重置功能。此次数字钟的理图设计，PCB图的制作主要是基于altium designer软件，利用proteus7.7软件进行仿真，最终本设计实现24小时的时钟计时、时间重置功能。

关键词：LED数码管

时序电路

逻辑电路

时钟

校时引言

仅向。方案论证：

2.1方案一

由于是数字钟的设计，可以用单片机AT89C51来实现计数功能，相对于纯数字电路来讲它具有功耗低、体积小、使用方便等优点。但在大二下半学期初期，对单片机方面的内容知识还不够完善，加上用单片机为核心来做数字钟还需做编程，对自身来说又是一难点。不过此法可以待以后，学习知识完善后再考虑。

2.2 方案二

继而考虑到用原先学过的纯数字电路来做，以74Ls160来做为计数的芯片，用六片分别实现 数字钟的小时、分、秒、的计数，并用晶振加以分频产生数字钟所需的秒脉冲。

从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，用此法做即可以复习回顾早期学习的数电模电知识，又避免了单片机知识不足的问题，故用此法。结果与讨论

3.1.1数字钟主要计数芯片为74ls160其引脚图如下：

这种同步可预置十进计数器是由四个D型触发器和若干个门电路构成，内部有超前进位，具有计数、置数、禁止、直接（异步）清零等功能。对所有触发器同时加上时钟，使得当计数使能输入和内部门发出指令时输出变化彼此协调一致而实现同步工作。这种工作方式消除了非同步（脉冲时钟）计数器中常有的输出计数尖峰。缓冲时钟输入将在时钟输入上升沿触发四个触发器。这种计数器是可全编程的，即输出可预置到任何电平。当预置是同步时，在置数输入上将建立一低电平，禁止计数，并在下一个时钟之后不管使能输入是何电平，输出都与建立数据一致。清除是异步的（直接清零），不管时钟输入、置数输入、使能输入为何电平，清除输入端的低电平把所有四个触发器的输出直接置为低电平。超前进位电路无须另加门，即可级联出n位同步应用的计数器。它是借助于两个计数使能输入和一个动态进位输出来实现的。两个计数使能输入（ENP和ENT）计数时必须是高电平，且输入ENT必须正反馈，以便使能动态进位输出。因而被使能的动态进位输出将产生一个高电平输出脉冲，其宽度近似等于QA输出高电平。此高电平溢出进位脉冲可用来使能其后的各个串联级。使能ENP和ENT输入的跳变不受时钟输入的影响。电路有全独立的时钟电路。改变工作模式的控制输入（使能ENP、ENT或清零）纵使发生变化，直到时钟发生为止，都没有什么影响。计数器的功能（不管使能、不使能、置数或计数）完全由稳态建立时间和保持时间所要求的条件来决定。

管脚说明： CLR:清零复位端

当输入为低电平时有效

CLK：时钟信号接收端

A~D:读入

QA~QD:输出

ENT、ENP置一时芯片正常工作

LOAD:置数端

RCO：信号输出端

GND：接地

Vcc：接高

工作方式：

3.1.2 7段LED数码管

3.1.3 32.768KHZ晶振

32.768KHZ是一个标准的频率，晶振频率的应用主要有以下几个方面的参数：尺寸、负载电容、频率偏差、应用范围。按尺寸外形来分主要分为插件和贴片的；插件的主要有2*

6、3*

8、49s 等，贴片的就有很多种了，跟据各公司的设计可的型号有很多，例如：日本KDS晶振就有49SMD、DST310S、SM—14J、DST520、DST410S等。

3.1.4 CD4060分频器

CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。所有的计数器位均为主从触发器。在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制 引脚功能：

/CP1：时钟输入端

/CP0：时钟输出端

/CP0：反相时钟输出端

Q4~Q10，Q12~Q14：计数器输出端

/Q14：第14级计数器反相输出端

VDD：电源正

VSS：电源负

CR：清零端 3.1.5 74ls48

功能介绍：

74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，7448还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。

由7448真值表可获知7448所具有的逻辑功能：

（1）7段译码功能（LT=1，RBI=1）

在灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI）都接无效电平时，输入DCBA经7448译码，输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号，显示相应字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低电平，见表1中1～16行。

（2）消隐功能（BI=0）

此时BI/RBO端作为输入端，该端输入低电平信号时，表1倒数第3行，无论LT 和RBI输入什么电平信号，不管输入DCBA为什么状态，输出全为“0”，7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。

（3）灯测试功能（LT = 0）

此时BI/RBO端作为输出端，端输入低电平信号时，表1最后一行，与 及DCBA输入无关，输出全为“1”，显示器7个字段都点亮。该功能用于7段显示器测试，判别是否有损坏的字段。

（4）动态灭零功能（LT=1，RBI=1）

此时BI/RBO端也作为输出端，LT 端输入高电平信号，RBI 端输入低电平信号，若此时DCBA = 0000，表1倒数第2行，输出全为“0”，显示器熄灭，不显示这个零。DCBA≠0，则对显示无影响。该功能主要用于多个7段显示器同时显示时熄灭高位的零。

3.2 原理设计

整体电路设计方案：

3.2.1 振荡电路设计

振荡电路由振荡器产生的脉冲，振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟的精确程度，次处有555定时器和晶振两种产生秒脉冲的方法：555振荡器做振荡源一般用于精确度要求不高的场合，由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关，而且还取决于门电路的阈值电压VTH，由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响，因此频率稳定性较差，只能用于对频率稳定性要求不高的场合。考虑到振荡频率的精确度与稳定性固采用晶振做为振荡源来实现振荡电路，得时钟脉冲更稳定，时间走的更准37.268KHz晶振 通过cd4060分频器进行十四分频得到0.5s的脉冲信号，再进行一个SN74LS74进行二分频得到所需的秒脉冲信号：

3.2.2 校时电路设计

根据电路设计所知需要在分处和小时处需要校时，分别在分和时个位向十位进位处各加一开关，另一端接地并且在与地之间接100pf电容为防止按键抖动。

电路设计如下：

当开关处于自然位置时分十位clk端所接为高电平，当开关按下时则引入一低电平实其clk端有一个下降沿脉冲接入，使其产生了校时功能。

3.2.3显示电路设计

显示电路是用74ls48驱动七段共阴数码管来作为时钟显示器。

电路设计如下：

3.2.4 计时电路设计

数字钟的秒和分位都是从0到60循环计数的，所以可以用用异步清零法设计60进制计数器作为秒和分的计数器。用异步置数法设计小时所用的24进制计数器。秒、分位设计电路如下：

3.3 程序调试过程

在板子焊接好以后通上5V电源发现六Led灯只有三个能完整亮出来，其余的都不亮或是亮的不全，而且秒位不走，校时按键不管用。问题很多。

开始调试：

1、首先调试的是秒位为何不走，先测晶振石否起振，测量后发现晶振正常起振，然后从74ls160的clk端用示波器测试一下没有脉冲信号输入，则找74ls74的输出口也无脉冲，以次往前推，最后测量出从74ls74输入端有正确的脉冲输入，输出端却无脉冲输出。观察后没有连接错误，故用万用表测vcc.end端都有正确的电平接入，再测量两点间是否有漏焊现象，最后测出一处漏焊点使D端与Q端没有接通。重新焊接后秒位正常计时。

2、秒位正常计时，但向秒的十位进位时总是显示从8到19，查阅资料可知，在第一个160芯片到第二个160芯片中缺一个非门，充当延时作用，使个位计数到9再来一个脉冲下计数时再向前进位。加上非门进位正常了。

3、秒位向分位进位正常，但校时按键不能用，且分位向十分位不能进位，通过观察焊接对比原理图与pcb图后发现，开关接地的一端弄反了，应是开关与接电容端相侧对着的端接地。这个错误导致开关不能用，亦使分的十位端的74ls160芯片clk段一直接了地，故不能使其正常进位。修改过后则可以正常进位，且两开关都能用了。

4、显示小时位的第一个数码管一直不亮，通过测量发现led数码管没有烧坏，能正常工作，通过对比PCB图观察没有焊接错误，用万用表测量则发现驱动次led的74ls48管没有正常接地，连接跳线处有一虚焊，重新焊接后恢复正常。

5、但分向小时不能进位，由示波器观察发现74ls160芯片clk端无脉冲输入，但十分位有脉冲输出，且导线也导通了，就观察原理图发现原理图一处错误，分向时进位时是分满60向前进一个脉冲，故分的TC端不用再接到时的CLK端了。找到错误后用镊子将板上的铜线划段，则正常进位了。

6、小时进位正常但显示的不是24进制，显示的是44进制，则推测可能是跳线连接错误，将显示小时的十位 74ls160芯片接B端连接成接C端了，故使其显示44进制，通过观察、对比pcb图，最后发现果然如此。修改过后小时为正常24进制了。

7、最后一个数码管有三段老是不亮，观察连接没有错误，测量焊接也正常，最后用万用表测量发现芯片没有问题，那三段不亮的数码管烧了。

8、调试好后在后来的观察中发现从秒向分进位时有时一下进两位，自己找不出来原因。问过老师后，老师说是由于防抖电容所致。尝试着将电容先划断试了一下就没有那种情况了。但此时校时开关由于抖动缘故，按一下有时跳3、4个位，校时不稳定了。结论

此数字钟相对于机械钟来说有低功耗，高精度，数字化显示和不易损坏等特点。符合人们日常家居及办公对钟表的要求，可以作为家居、办公等用表。

参考文献

[1] 佘新平数学电子技术基础 华中科技大学出版社 2009年

[2] 许树玲 丁电宽 王晋 电子技术及实验 内蒙古大学出版社2005年

[3] 佘新平数字电路设计·仿真·测试 华中大学出版社 2010年

毕业设计功能 篇7

本体育馆总建筑面积27 660m2,建筑基底面积为12 192m2,建筑层数为地上四层。建筑物总高度33.9 m。本体育馆由主体育馆和游泳馆两部分组成,主体育馆比赛场地为44 m×30.7 m,设计坐席4 836座,其中固定座位3 326座,活动座位1 510座。游泳馆为21 m×50 m标准比赛池。参见图1～图3。

2 建筑单体设计方案

体育是发自人类自然的本能,是力与美的完美结合,又是能力与竞争精神的表达,是人们抒发情感的原始手段之一。人类对力与美的执着追求引导着这一展现形式不断发展,将之引领至更高的境界,是以另一种方式对自然的诠释。而体育建筑,作为体育活动的载体,要力求反映这些性质,就应当具有脱俗性、流动性、力度性和唯美主义倾向,同时应具有令人惊叹的美感,丰富的内涵,并对自然做出回应。

经过严谨的理性思维和浪漫的感性认识,设计者给这个设计定下了这样的原则:

1)建筑造型追求与自然与周围建筑的和谐共处,从学校与城市设计的角度,从不同方位、角度审视,建筑都应该跟学校、城市具有协调共生的关系,塑造良好的区域城市界面和肌理;

2)必须具有体育类建筑特有的流动气质,强调其造型的独特个性特征,凸显其独一性、可识别性。突出建筑内外空间的人情化特征,体现以人为本的设计原则;

3)教育建筑应当反映出当时的教育概念、管理体制、文化特征与审美观念。她要满足的是今天乃至未来最先进的教育管理理念,反映的是预示未来方向的建筑文化特征。

基于以上原则,本体育馆设计方案如下。

首先我们在天际之间勾勒出一条既自然又生动,似随意又有序的曲线。这一曲线张弛有致,恍如自开天辟地之初便已存在,像一个激情奔驰的力者跃过天空,又如一串飞舞着的飘带从云中升腾……这条让人遐想连篇的曲线就成为建筑物的屋盖。在这条充满灵性的“飘带”引领下,幻化出这座充斥着阳光与强者之气的“力量之都”,让身体与灵魂经历人类最强本能畅快淋漓的荡涤和洗礼,让灵感与激情醍醐灌顶般充满脑际和心怀。

其次,采用以方形多层建筑与长条形低层建筑紧密结合的布局方式,提高了场地的使用效率,集中使用用地。由于体育馆主要对内服务,为避免城市道路上的繁杂交通和人流复杂,体育馆主要入口朝南,次要入口朝西面对城市干道。环绕体育馆一周的机动车道既满足了安全疏散和防火的要求,又将城市、体育馆、学校三者联系了起来。露天停车场放在建筑物侧面,不影响观瞻,西面利用一片绿化和乔木,有效缓解城市的尘埃和噪声。总之做到既充分利用现有基地面积,又做到建筑环境的完整统一性。

3 平面组织、整体流线设计说明

完整的建筑空间包含内外两部分,即建筑与周围环境所限定的外部空间和建筑所容纳的内部空间。在内部空间中,本方案将构筑建筑功能的每个空间,都当作一个个生命体来设计。生命基本单元是细胞,它能高效地新陈代谢和自我繁殖,并与其它细胞协同工作。每个功能部分应该成为建筑中一个个活的细胞,一个可持续环境滋育着许多创新的系统。使交通、使用、辅助等空间构筑起有机的立体组织,形成多层次、多功能、多元化的信息联系与情感交流空间,重点强调空间的有序流动和转换,渲染人在运动中的整体氛围。各类空间的开敞与封闭、人工与自然、静态与动态的对比,使之充满活跃的生气和愉悦的变化。

在功能的布置考虑上,着重研究了建筑结构、建筑设备、环保节能、消防安全方面的课题,这些课题体现了新时代体育建筑的科技水平和新特点。根据地段的具体情况和该体育馆的组成和使用要求,其总体布局可分为两个部分。

比赛大厅是整座建筑的核心部

比赛大厅面积3 700m2,坐席4 836个,同时可满足大型歌舞剧演出的需要。运动厅周边环绕布置附属房间,这样即防止了外界噪音的干扰,又防范了对外界的噪声干扰。看台在安全疏散中是极为重要的,且其空间有特殊的要求,因此将它放置于建筑的一层,并有独立的疏散出口和接待前厅。这部分有相对的独立性,空间跨度较大,人流集中、量大,对技术方面的要求更高一些。

根据我国现行建筑设计规范第51 315条规定:体育馆观众厅安全出口的数量不应少于两个(辅助用房也不宜少于两个)。且每个安全出口的平均疏散人数不宜超过400～700人(规模大的取上限,规模小的取下限)[1]。本体育馆观众厅设计多大12个安全出口,完全满足规范要求。

4 训练室围绕体育馆四周布置

体育建筑中人流主要有三种类型:首先是观众,占总人流量的90%以上;其次是运动员或表演人员一般为50～100人;再次是工作人员(管理人员、裁判、记者、来宾),只占总数的1%～3%([2])。

在交通流线设计方面,由于体育馆人流、物流相对简单,但有些时间人流疏散量较大,因此清晰明确的分区,合理组织人流疏散非常重要。物流及各种设备有其独立的出入口,与人流明确分开,做到互不影响,独立运作。通高四层的“中庭”空间将各部分高效率地组织为一整体,为使用者创造了一个舒适便捷空间。学生可直接从入口大踏步进入二层观众区,也可到达其他训练房,流线井井有条。其取得的功能效果有如下几点:

1)各种流线组织清晰、合理,各种走向明确,布局合理。

2)减少了纯交通面积,除门厅、楼梯必须的缓冲空间外,均为使用空间,兼做交通的等候空间。兼做交通的休闲空间,相应扩大尺寸,以满足功能的需求。

3)至各训练室交通路线短捷,利于人群到达与疏散。

此设计提供了便于训练教学和比赛的有形弹性空间,又提供学生及教师学习、休息以及交流等多功能的无形空间。柱网跨度的布置具有工艺合理、经济的优点。平面功能分隔灵活,后期使用方便,且功能结合空间设计在视觉上清楚明晰地表达了馆内的组织结构。

5 体育馆多功能介绍

本体育馆建筑面积大,使用功能较多。体育馆中央的四层通高大厅可用作篮球、排球、羽毛球、手球等体育项目的训练与比赛场地,还可满足学校举行的大型会议、学术报告、各种典礼、文艺演出、电影放映等活动需求。场馆北面连接的游泳馆是为游泳训练、比赛、日常健身而建造的。除此之外,比赛大厅四周的房间也可满足多种功能的使用要求。例如乒乓球室、综合健身室、旱冰场、军体搏击室、体操训练室、文艺排练室、休闲放松区、服务商店等。四层还设置了室内跑道,可满足学校师生的跑步、跳远等综合体能训练项目。还有一些空间较大的房间可根据需要灵活安排各种功用。另外体育馆还设有医疗保健室、洗澡间等配套设施,可供运动员在训练、比赛之后的休息、放松、洗浴之用。在体育馆的西北角还配有办公区域,供老师、行政管理人员使用。

6 主场地可伸缩看台和舞台

现在体育馆内举办各种文艺演出活动越来越频繁,有时甚至超过了体育比赛频次。因此在设计体育馆时必须考虑两种功能的协调,认真做好与演出有关设施设备的设计和建设工作,既是实现体育与演出功能相结合的基础,也是实现建设初期目标的必然选择。

所以本体育馆在比赛大厅一侧设置了大型舞台,不同的活动形式决定了不同的观赏方式,这就对观众座位的布置提出了更高的要求。看台设计应有可变性,观众视线无遮挡,观众视线质量好,优良视觉坐席应占90%以上,交通通畅便捷,有利疏散,看台构造简单,结构方便等[3]。在用作比赛场地时,场边需设置记分台、裁判席、运动员休息席,观众为四周环绕观赏。而集会、文艺演出时,观众席应采用一侧布置,只在舞台前面设置座椅。为解决这一矛盾,提高场地利用效率,本体育馆部分采用了液压可伸缩座椅(见图4)。在观赏比赛时,场地四周座椅全部打开,尤其是舞台上方座椅伸出后,将舞台完全遮挡,对比赛场地形成四面环绕状,充分利用了舞台的场地面积并拉近了观众与场地的观赏距离,提供了最佳的观赏效果。而利用舞台进行文艺表演和集会时,则将液压座椅收起,除利用球场一侧座椅外还,还可在球场中央设置临时座椅,充分利用室内空间,提高场地利用率。

舞台前方用门式钢架搭设了一个框架,将舞台围成一个相对独立的半封闭空间,周围用布帘装饰,其上方可悬挂标语等横幅,荷载较轻。而舞台上方的灯光、幕布等较重荷载则直接悬挂在屋顶管桁架上。

7 顶层空中跑道

为充分发挥体育馆的使用功能,在雨雪天气无法在室外运动时也可进行体育锻炼,本体育馆特别在顶层设置了室内跑道。这是国内首个空中室内跑道,全部采用塑胶铺设,围绕在主比赛大厅坐席四周(见图5)。跑道的特点在于占用空间大,且占用的空间呈曲线状,采用此设计从分考虑了跑道的这一特点,围绕体育馆环布一周满足了跑道的线性长度,而跑道内圈利用隔墙与主比赛大厅分开,又不影响中央大厅四层通高的高度要求,可谓是一举两得,充分利用了馆内的空间。由于跑道功能较为单一,故放在体育馆顶层,相对独立且荷载较轻。为创造跑道所需的大空间,特意在四个转角处各抽掉了一根柱子。也只有在顶层才可以这样做,不会对结构产生其他影响。

8 小结

现代的校园多功能体育馆不仅仅是一个体育馆,而且被赋予了更多的意义,成为一个校园的文体生活中心乃至该城市文体生活的重要硬件组成设施。所以,在设计中要对现代校园体育馆重新定位,从建筑的外观形象、结构形式、流线布置、效益等方面综合考虑,善于使用开创性思维,使得在建筑设计中表现出体育馆的时代特点。

参考文献

[1] 梅季魁.现代体育馆建筑设计.哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2001

[2] 曾涛,主编.体育建筑设计手册.北京:中国建筑工业出版社,2001

毫不妥协的PFC功能设计 篇8

继欧洲(IEC 1000-3-2)和日本(JIC C 61000-3-2)之后，中国大陆日前也公布“中国强制性产品认证”(China Compulsory Certificate)规定，这表示全球已有超过3成市场对产品的总谐波失真(THD)特性做出限制，功率因子修正(PFC)也成为多数应用工程师必须面对的问题─无论他们设计的产品是90W电源供应器、1.5kW空调设备或3kW电信设备整流器。

PFC技术还能从交流电源取出更多功率，设计人员可采用额定电压较低的零部件以提高效率和降低成本，电源输入也只需一种设计方式，不但产品的生产制造更容易，库存成本也会降低。

CCM与DCM等传统PFC技术比较

传统PFC解决方案必须在效能(效率和功率密度)与系统成本之间做出取舍。高功率系统可选择连续导通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)，低功率系统则适合采用非连续电流模式(Discontinuous Current Mode，DCM)。高功率和低功率的分界点在200W～300W之间，实际值则视应用而定，例如高产量和通风良好的系统在大约250W功率范围内都能使用DCM模式。DCM的问题是当功率增至100W以上就需要庞大的电磁干扰滤波器来应付高峰值电流，电源效率也会开始下降，这使得电路需要更庞大的FET晶体管和散热片。CCM的功率密度较高，但传统CCM解决方案都很复杂和需要很多零件，它们的成本通常都很高。

1kW应用─采用传统乘法电路控制技术的设计范例

1kW应用毫无疑问应属于传统CCM领域，它们过去大都利用乘法电路提供PFC控制功能，图1就是这类设计的典型控制电路。

控制电路的乘法器会将整流电压输入信号乘上电压误差放大器的输出信号，所产生的输出就是电流设定信号，其波形和输入电压相同，平均振幅则正比于控制输出电压的误差放大器输出值。电流设定信号会与另一个正比于电感电流值的电流相加，然后送到电流放大器的非反相输入端。电流放大器输出会与固定振荡器产生的斜坡信号进行比较，再根据比较结果调整功率开关元件的负载周期。

图2是利用乘法电路提供CCM PFC控制功能的实际电路范例，它是1kW AC-DC服务器SMPS所使用的子电路卡。

采用乘法电路的系统相当复杂，这表示设计时间会变长，例如典型设计项目就包含11个设计步骤，而且这些步骤可能需要重复执行。

CCM PFC单周期控制技术

美国加州大学Irvine分校的K. Smedley教授日前提出一种新的控制技术并取得专利。这种最新的单周期控制(One-Cycle Control，OCC)技术可将高效能CCM PFC整合成精简解决方案，而且不像现有技术需要感测交流电源线路的电压。它能从直流电源线路的电压和返回电流取得必要信息来修正电流波形以提高功率因子，这些信息交由单周期系统处理后就用来推动PFC开关元件的负载周期，图3即为采用这种控制技术的电路。

单周期控制方法不需要模拟乘法电路，不用感测输入电压，也不需要固定振荡器产生斜坡信号。它会使用可重置型积分电路(integrator with reset)对误差放大器输出电压执行一个开关周期的积分动作，积分产生的可变斜坡电压再与从电流感测信号取出的误差电压进行比较，然后根据比较结果产生PWM闸极驱动信号。这种控制方法适用于前缘调变和后缘调变等各种电路架构。

单周期控制技术不仅简化PFC控制，效能也不输给采用乘法电路的传统方式。值得注意的是，这种技术只负责控制PFC，电源路径的电感、开关元件、二极管和散热片等所有零件都与原来相同，电源效率也保持不变。

下图是使用OCC IR1150S的1kW控制卡。

单周期控制解决方案所需电阻比传统乘法电路减少四成，电容数目更减少一半。它虽然采用体积较小的SOIC8封装，却内含1.5A高速闸极驱动电路以提高电源的工作效能，例如此处的子卡体积就缩小一半以上。单周期控制技术是在峰值电流模式操作，故能省下传统技术所需的两个电流感测变压器之一。对于利用Bridge-Less Boost(BLB)架构提高电源效率的高功率系统，峰值电流模式控制还能简化控制系统设计和减少所需零件。

简单的系统架构可将设计步骤减少一半，大幅缩短设计所需时间。单周期控制技术还能简化设计、节省零件和缩小体积，让设计人员以低成本将高效能和高功率密度的CCM技术用于低功率应用。传统DCM设计需要很大的电磁干扰滤波器来应付高峰值电流，单周期控制技术所采用的DCM则能将电流减少，让设计只需使用较小和成本较低的电磁干扰滤波器，这在功率密度极高的膝上型高功率(100W以上)电源供应器等系统中尤其重要。

功率因子和总谐波失真

图5是单周期控制(IR1150S)和乘法电路(UC3817)等两种技术在250W电源系统的功率因子比较。测试环境温度为25℃，没有空气对流，开关频率则固定为100kHz。它们所使用的电磁干扰滤波器、PFC升压电感(boost choke)、开关晶体管和二极管都完全相同。

图6是根据IEC61000-3-2标准检验所得的总谐波失真值(250W功率)。

适合所有功率的解决方案

多功能数字钟课程设计报告 篇9

电子技术课程设计报告书

2016年6月12日

一、设计任务及要求：

用中小规模集成芯片设计并制作多功能数字钟，具体要求如下：

1、准确及时，以数字形式显示时（00～23）、分（00～59）、秒（00～59）的时间。

2、具有校时功能。指导教师签名：

2016

二、指导教师评语：

指导教师签名：

2016

三、成绩

指导教师签名：

2016年6月年6月年6月日

日

日

多功能数字钟课程设计报告 设计目的

一、设计原理与技术方法：

包括：电路工作原理分析与原理图、元器件选择与参数计算、电路调试方法与结果说明； 软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。

1、电路工作原理分析与原理图

数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。由于标准的1Hz 时间信号必须做到准确稳定，所以通常使用输出频率稳定的石英晶体振荡器电路构成数字钟的振源。又由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路。因此一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲后，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。由以上分析可得到原理框图如下图

图1 实验原理框图

2、元器件选择与参数计算

（1）晶体振荡电路：产生秒脉冲既可以采用555脉冲发生电路也可以采用晶振脉冲发生电路。若由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源，可使555与RC组成多谐振荡器，产生频率 f=1kHz的方波信号，再通过分频则可得到秒脉冲信号。晶体振荡器电路则可以给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。相比二者的稳定性，晶振电路比555电路能够产生更加稳定的脉冲，数字电路中的时钟是由振荡器产生的，振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度，所以最后决定采用晶振脉冲发生电路。石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整，它是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间脉冲。

所以秒脉冲晶体振荡选用32768Hz的晶振，该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。从有关手册中，可查得C1、C2均为20pF。当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为20MΩ。

（2）分频器电路：分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768（152）次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。该电路可通过CD4060与双D触发器74LS74共同实现。

（3）时间计数器电路：时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。计数器可以使用十进制的74LS160。

（4）译码驱动电路：译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。译码器可以使用CD4511。

（5）校时电路：可以通过基本的门器件、电阻与开关实现。由设计的电路图可选择与非门74LS00。（6）整点报时电路：一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波。

3、电路调试方法与结果说明（1）电路调试方法 ①数码管的调试：可以用万用表的负极接数码管的3或8脚，正极依次接数码管剩余的管脚所接电阻的另一端，并将万用表调至测发光二极管档位，从而测试数码管的显示是否正确。②“时”“分”“秒”电路的调试：将“时”“分”“秒”电路连接完成后，可以用函数信号发生器产生的1Hz方波信号分别作为“时”、“分”、“秒”的个位74LS160的计数脉冲，从而测试“时”是否为24进制，“分”和“秒”是否为60进制。③校时电路的调试：先将电路外接用函数信号发生器产生的2Hz方波信号，再分别通过校时、校分电路开关的断开、闭合以及开关闭合后电路的工作情况判断电路的校时、校分功能是否正确。

④秒脉冲产生电路的调试：将电路产生的秒时间脉冲接入示波器，观察并计算电路是否产生1Hz方波信号。（2）结果说明

①数码管的调试：当正极依次接1、2、4、5、7、9、10管脚时，数码管依次是G、F、A、B、C、D、E亮。②“时”“分”“秒”电路的调试：“时”为24进制（从“00”到“23”），“分”和“秒”都为60进制（从“00”到“59”）。

③校时电路的调试：开关断开时电路处于正常工作状态，开关闭合时电路处于校时、校分状态。

④秒脉冲产生电路的调试：电路产生1Hz方波信号。

4、软件设计说明书与流程图（1）秒脉冲产生电路

晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。从有关手册中，可查得C1、C2均为20pF。当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为22MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级２进制计数器来实现。

本实验中采用CD4060来构成分频电路。管脚图见图2。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。CD4060计数为14级2进制计数器，可以将32768Hz的信号分频为2Hz，再经过74LS74即可获得1Hz的方波信号。原理电路图如图3所示，图4为仿真电路图。

图2 D4060管脚图

图3 CD4060秒脉冲振荡发生器

图 4 产生1Hz时间脉冲的电路图

（2）时间计数器电路 ①“秒”“分”电路

根据题目要求，“秒”和“分”都是60进制的，而且是从“00”到“59”，可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器，即分别将“秒”和“分”个位的进位输出信号经非门作为“秒”和“分”十位的计数输入脉冲。当计数器从全0状态开始计数，计入59个脉冲时，经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零，于是便得到了60进制的计数器。74160的逻辑功能示意图、引脚图及功能表如下所示。

图5 a)74160逻辑功能示意图

b)74160引脚图

图6 74160逻辑功能表 ②“时”电路 根据题目要求，“时”是24进制的，而且是从“00”到“23”，可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器，当计数器从全0状态开始计数，计入23个脉冲时，经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零，于是便得到了24进制的计数器。（3）译码驱动电路

计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，选用CD4511作为显示译码电路，选用LED数码管作为显示单元电路。由于CD4511是输出高电平有效，所以选用七段共阴极LED数码管。若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端，便可进行不同数字的显示。“秒”用数码管显示如图7所示。

图7 “秒”的译码及驱动显示电路图（4）校时电路

数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符合,需要根据标准时间进行校时。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。校“秒”时，采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单，采用加速校时。对校时电路的要求是 : 1．在小时校正时不影响分和秒的正常计数。2．在分校正时不影响秒和小时的正常计数。当开关断开时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关闭合时，情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态。与非门可选74LS00，非门则可用与非门2个输入端并接来代替从而节省芯片。校时电路图见图8。

校时电路图（5）整点报时电路

一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点前数秒内，数字钟会自动报时，以示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波。当时间在59分50秒到59分59秒期间时，分十位、分个位和秒十位均保持不变，分别为5、9和5，因此可将分计数器十位的QC和QＡ、个位的QＤ和QＡ及秒计数器十位的QＣ 和QＡ相与。电路在整点前6秒钟内开始整点报时，即当时间在59分54秒到59分59秒期间时，报时电路产生报时控制信号，控制小喇叭产生低音；当时间为00分00秒时，报时电路产生报时控制信号，控制小喇叭产生高音。

5、软件调试方法与运行结果说明（1）软件调试方法

由于仿真时晶振不能正常工作，所以通过外接1KHz方波信号来调试电路。“时”“分”“秒”电路的调试：“时”为24进制（从“00”到“23”），“分”和“秒”都为60进制（从“00”到“59”）。校时电路的调试：可以通过校时、校分电路的开关来校对时间，并判断电路的“时”“分”“秒”的进制是否正确。开关断开时电路处于正常工作状态，开关闭合时电路处于校时、校分状态。（2）运行结果说明

数码管的各部分可以正确显示，电路的“时”为24进制（从“00”到“23”），“分”和“秒”都为60进制（从“00”到“59”）。开关断开时电路处于正常工作状态，开关闭合时电路处于校时、校分状态，通过控制开关及输入信号可以达到校时功能。

三、设计体会与建议 1.设计体会

我觉得此次的数字钟设计实验，电路原理相对来比较简单，但电路图比较复杂，所用芯片比较多，相应的连线也多，这就给焊接电路增加了较大的难度。不过通过此次实验，使我更进一步地熟悉了芯片的结构，掌握了实验中所用各芯片的工作原理和其具体的使用方法，同时还接触到了一些新认识的芯片，增长了见识。这次课程设计是一次难得的锻炼机会，让我们能够充分运用所学过的理论知识和自己动手实际操作的能力，另外还让我们学习查找资料的方法，以及自己设计电路、焊接电路、分析解决电路存在的问题的能力。这对于我来说是很好的提高，填补了平日理论学习后实践方面的空白。参考文献

[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001年