数字钟电路板

项目名称 数字钟电路的安装与调试 指导教师 实习时间 实习地点 电工电子训练中心 一 一 实习目的实习目的 电子工艺实习是电类专业重要的实践教学环节 通过实习 使我们了解常用电子元件的识别与检测的方法 熟悉焊接 电子电 路设计等工艺 增强感性认识 加深已学理论知识 提高基本操作 技能 提高我们分析问题 解决问题的能力 为学好后续课程以及 将来的工作打好坚实的基础 二 实习要求二 实习要求 1 熟悉和掌握常用仪器 仪表的使用 2 掌握常用电子元件的识别与检测方法 3 掌握安装 调试电子线路的基本方法 三 实习工具和仪器设备三 实习工具和仪器设备 1 电烙铁 1 把 2 烙铁架 1 个 3 剪刀 1 把 4 镊子 1 把 5 尖嘴钳 1 把 6 一字起 1 把 7 万用表 1 个 8 锉刀 焊锡丝 松香 根据需要自取 四 实习元件四 实习元件 1 色环电阻 470 2 个 2 色环电阻 100 6 个 3 电解电容 1uF 1 个 4 电容 0 1nF 14 个 5 555 定时器 1 个 6 4518 计数器 5 个 7 74ls47 译码器 6 个 8 74ls08 二输入端四与门 1 个 9 共阳极 LED 数码管 6 个 10 8 脚引脚座 1 个 11 14 脚引脚座 1 个 12 16 脚引脚座 11 个 13 40 脚引脚座 2 个 14 双面 PCB 1 块 五 实习内容五 实习内容 1 电路图 数字钟电路 2 电路原理 数字钟电路由时钟信号 1KHZ 矩形脉冲 产生电路 千分频电 路 加计数电路以及译码显示电路构成 时钟信号 1KHZ 矩形脉冲 产生电路 该电路是由 555 定时器及外部阻容元件 R1 R2 C1 C2 C3 构成的多谐振荡电路 多谐振荡器也称无稳态触发器 它没有稳定状态 只有两个暂稳 态 同时它不须要外加触发脉冲 就能输出一定频率的矩形脉冲 即自激振荡 a 电路图 b 波形 图 接通电源后 它经过电阻和对电容 C 充电 当上升略 高于时 比较器 C1 的输出为 0 将触发器置 0 为 0 这时 1 放电管 T 导通 电容 C 通过和 T 放电 下降 当下降略低于时 比较器 C2 的输出为 0 将触 发器置 1 又由 0 变为 1 由于 0 放电管 T 截止 又经过和对电容 C 充电 如此重复上述过程 为连续的矩 形波 第一个暂稳状态的脉冲宽度 即从充电上升到所需的 Cln2 0 7 C 第二个暂稳状态的脉冲宽度 即从放电下降到所需的 时间 Cln2 0 7C 振荡周期 T 0 7 2 C 振荡频率 由 555 定时器组成的振荡器 最高工作频率可达 300kHZ 输出波形的占空比 D 21 1 tptp tp 221 21 RR RR 若 R1 R2 则 D 2 3 千分频电路 十进制加计数器的计数过程如上图 第一片计数器 左 的 CLK 时钟输入端 上升沿有效 端 送入的脉冲信号是多谐振荡 电路产生的 1000HZ 矩形脉冲 第一片计数器的计数输出端 Q3 与第 二片计数器 中 的 EN 时钟输入端 下降沿有效 端连接 即将 Q3 的输出信号作为第二片计数器的时钟信号 因为 EN 作为时钟输 入端 是下降沿有效 只有当 Q3 的状态由 1 变成 0 时 才 能触发第二片计数器做一次加计数 在这个过程中 第一片计数器 已经做了十次加计数 因此第二片计数器的计数频率是第一片计数 器的十分之一 同理 第三片计数器 右 的计数频率是第二片计 数器的十分之一 第三片计数器的输出端 Q3 与加计数电路中的 秒 的个位计数器的 EN 端相连 加计数电路中的所有计数器与 千分频电路中的计数器是相同的 都是十进制加计数器 因此 加 计数电路中的 秒 的个位计数器的计数频率又是千分频电路中第 三片计数器的十分之一 综上所述 加计数电路中的 秒 的个位 计数器的计数频率是多谐振荡电路产生的矩形脉冲频率 1000HZ 的一千分之一 也就是 1 HZ 即三个十进制加计数器构成了一个千 分频电路 把输入的 1000HZ 信号变成了 1 HZ 信号输出 加计数电路 译码显示电路 该电路中的三个与门是集成在 74ls08 中的 秒 的个位是满十 进一 即 秒 的个位计数器做了十次加计数后 去触发 秒 的 十位做一次加计数 这个过程与千分频电路中相邻两片计数器的工 作过程相同 因此 秒 的个位 十位计数器的连接方式也与它相 同 同理 分 和 时 的个位 十位计数器的连接方式也与它相 同 秒 的十位向 分 的个位进位是满六进一 即 秒 的十位 输出 0110 的一瞬间要触发 分 的个位做一次加计数 且进位 同时要使得 秒 的十位清 0 因此 将 秒 的十位计数器的 Q2 Q1 接与门输入端 与门输出端接 分 的个位计数器的 EN 端 和 秒 的十位计数器 CR 端 清 0 端 同理 分 的十位和 时 的个位计数器的连接方式也是如此 数字钟的整个计时周期 是 24 小时 因此在 时 的十位出现 2 同时个位出现 4 即 时 的十位计数输出 0010 同时个位计数输出 0100 的一 瞬间 时 的十位 个位计数器要同时清 0 然后数字钟进入下 一轮的计时 因此将 时 的十位计数器的 Q1 和个位计数器的 Q2 接到一个与门的输入端 与门输出端接 时 的十位 个位计数器 的 CR 端 注意 不用的 CR CLK 端要接 0 不用的 EN 端要接 1 3 电子元件识别与检测 74ls08 二输入端四与门 引脚图 功能表 真值表 74ls47 4 线 7 段译码器 驱动器 BCD 输入 引脚图 引脚定义 A0 A3 译码地址输入端 BI RBO 为消隐输入 低电平有效 脉冲消隐输出 低电平有效 LT 为灯测试输入端 低电平有效 RBI 为脉冲消隐输入端 低电平有效 a g 为段输出 低电平有效 说明 输出端 a g 为低电平有效 可驱动灯缓冲器或共阳极 LED 当要求输出 0 15 时 消隐输入 BI 应为高电平或开路 对于输 出为 0 时 还要求脉冲消隐输入 RBI 为高电平或者开路 当 BI 为低电平时 不管其它输入端状态如何 a g 均为高电平 当 RBI 和地址端 A0 A3 均为低电平 并且灯测试端 LT 为高 电平时 a g 均为高电平 脉冲消隐输出 RBO 也变为低电平 当 BI 为高电平或开路时 LT 为低电平可使 a g 均为低电平 功能表 真值表 CD4518 双 BCD 码同步加法计数器 引脚图 引脚定义 CP 时钟输入端 上升沿有效 EN 端要为 1 EN 时钟输入端 下降沿有效 CP 端要为 0 CR 清零端 高电平有效 VDD 接电源电压 VSS 接地 Q0 Q3 计数输出端 功能表 真值表 555 定时器 是一种功能强大的模拟数字混合集成电路 通常只需外接几个阻容 元件 就可以构成各种不同用途的脉冲电路 如多谐振荡器 单稳态触 发器以及施密特触发器等 555 定时电路有 TTL 集成定时电路和 CMOS 集成定时电路 它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同 双 极型产品型号最后数码为 555 CMOS 型产品型号最后数码为 7555 引脚图 555 定时器的工作原理 它含有两个电压比较器 一个基本 RS 触发器 一个放电开关 T 比 较器的参考电压由三只 5K 的电阻器构成分压 它们分别使高电 平比较器 C1 同相比较端和低电平比较器 C2 的反相输入端的参考电 平为 2 3VCC 和 1 3VCC C1 和 C2 的输出端控制 RS 触发器状态 和放电管开关状态 当输入信号输入并超过 2 3VCC 时 触发器复 位 555 的输出端 3 脚输出低电平 同时放电 开关管导通 当输 入信号自 2 脚输入并低于 1 3VCC 时 触发器置位 555 的 3 脚输 出高电平 同时放电 开关管截止 RD 是复位端 当其为 0 时 555 输出低电平 平时该端开路或接 VCC Vco 是控制电压端 5 脚 平时输出 2 3VCC 作为比较器 A1 的参 考电平 当 5 脚外接一个输入电压 即改变了比较器的参考电平 从而实现对输出的另一种控制 在不接外加电压时 通常接一个 0 01UF 的电容器到地 起滤波作用 以消除外来的干扰 以确保参 考电平的稳定 T 为放电管 当 T 导通时 将给接于脚 7 的电容器提供低阻放电电 路 引脚功能表 LED 数码管 常见的数码管由 7 个条状和一个点状发光二极管管芯制成 见下图 根据其结构的不同 可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种 LED 数码管中各段发光二极管的