数字钟实际报告new

1、电子线路课程设计报告系 别 自动化 专业班级 电气自动化技术 0801 学生姓名： 指导教师： （课程设计时间：2010年01月 18 日2010年01月29日）目 录1 课程设计目的12 课程设计题目描述和要求 13 课程设计报告内容23.1 实验名称23.2 实验目的23.3 实验器材及主要器件23.4 实验基本原理3 3.5 实验主体电路的装调83.6 功能扩展电路83.7 整个电路的组装及调试 104 总结10参考文献 111、 课程设计目的（1） 让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；（2） 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决

2、实际问题的能力；（3） 提高电路布局布线及检查和排除故障的能力；（4） 培养书写综合实验报告的能力2、 课程设计题目描述和要求（1） 课程设计题目：多功能数字电子钟。（2）课程设计题目描述和要求 设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。 用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试。 画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。 闹钟系统。 整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出750Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。3、 课程设计报告内容 3.1 实验名称

3、 多功能数字电子钟3.2 实验目的(1) 掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法。(2) 熟悉集成电路的使用方法。3.3 实验器材及主要器件（1） CC4511 6片（2） 74LS90 5片（3） 74LS922片（4） 74LS191 1片（5） 74LS00 5片（6） 74LS04 3片（7） 74LS74 1片（8） 74LS2O 2片（9） 555集成芯片 1片（10）共阴七段显示器 6片（11）电阻、电容、导线等 若干 3.4 实验基本原理数字电子钟的逻辑框图如图1所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经

4、过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。 图1 振荡器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。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。一般来说，般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如图3-4-1所示。设振荡频率f=1KHz，R为

5、可调电阻，微调R1可以调出1KHz输出。 分频器 由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，得到需要的秒脉冲信号。 计数器秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为十二进制。 （1）六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用一片74LS90和一片74LS92组成六

6、十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。如图3-4-3-1所示。（2）十二进制计数“12翻1”小时计数器是按照“01020311120102”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，小时的个位计数器由4位二进制同步可逆计数器74LS191构成，十位计数器由D触发器74LS74构成，将它们级连组成“12翻1”小时计数器。 计数器的状态要发生两次跳跃：一是计数器计到9，即个位计数器的状态为Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脉冲作用下计数器进入暂态1010，利用暂态的两个1即Q03Q01使个位异步置0，同时向十位计数器进

7、位使Q10=1；二是计数器计到12后，在第13个脉冲作用下个位计数器的状态应为Q03Q02Q01Q00=0001，十位计数器的Q10=0。第二次跳跃的十位清0和个位置1信号可由暂态为1的输出端Q10，Q01，Q00来产生。 图3-4-3-2 M12计数器功能表 译码器译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。CC4511驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。CC4511配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI，灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时，CC4511出去全1。 显示器本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：

8、共阳极显示器或共阴极显示器,CC4511译码器对应的显示器是共阴极显示器。 校时电路当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。需要注意的时，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路，开关S1或S2为“0”或“1”时，可能会产生抖动，为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制 图3-4-6-1 校时开关的功能表S1S2功能11计数01校分10校时图3-4-6-2 校时电路3.5 实验主体电路的

9、装调由图3-4所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联。这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。 图3-5 数字钟的主体电路逻辑图3.6 功能扩展电路（1）定时控制电路数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”，或对某装置的电源进行接通或断开“控制”。不管是闹时还是控制，都要求时间准确，即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求。例如要求上午7时59分发出闹时信号，持续时间为1分钟。本实验设计为7时59分时，音响电路的晶体管导通，则扬声器发出1KHz的声音。持续1分钟到8点整晶体管因输入端为“0”而截止，电路停闹。图3-6 闹时电路（2）仿广播电台整点报时电路仿广播

10、电台整点报时电路的功能要求是，每当数字钟计时快要到整点时发出声响，通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响，以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。设4声低音（约500Hz）分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音（约1KHz）发生在59分59秒，它们的持续时间均为1秒。图3-6-2 放电台报时电路3.7 整个电路的组装及调试扩展电路检查均无连线错误并且显示正常后，将两个电路连为一个整体，接上+5V电源。观察时钟是否显示正常；是否在上午7时59分发出闹时信号，持续时间一分钟；是否有四声低音分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音法正在59分59秒，它们持续时间

11、均为1秒。若不正常则检查电路各个部分，直到得到满意的结果。我们共经过两天的调试，圆满完成了这次为期两周的课程设计。4. 总结1 实验过程中遇到的问题及解决方法（1）七段显示器与七段译码器的测量把显示器与CC4511相连，第一次接时，数码管完全没有显示数字，检查后发现是数码管未接地而造成的，接地后发现还是无法正确显示数字，用万用表检测后，发现是因芯片引脚有些接触不良而造成的，所以确认芯片是否接触良好是非常重要的一件事。（2）时间计数电路的连接与测试六进制、十进制都没有什么大的问题，只是芯片引脚的老问题，只要重新插过芯片就可以解决了。但在六十进制时，按图接线后发现，显示器上的数字总是100进制的，

12、而不是六十进制，检测后发现无论是线路的连通还是芯片的接触都没有问题。最后，在重对连线时发现是线路接错引脚造成的，改过之后，显示就正常了。（3）校正电路 因上面程因引脚接错而造成错误，所以校正电路是完全按照仿真图所连的，在测试时，开始进行时校时时，没有出现问题，但当进行到分校时时，发现计数电路的秒电路开始乱跳出错。因此，电路一定是有地方出错了，在反复对照后，发现是因为在接入校正电路时忘了把秒十位和分个位之间的连线拿掉而造成的，因此，在接线时一定要注意把不要的多余拿掉。2 设计体会我们学习了数字电子电路和模拟电子电路，对电子技术有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西。通过这次数字电子钟的课程设计

13、，我们才把学到的东西与实践相结合。从中对我们学的知识有了更进一步的理解。在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。了解了各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点。同一个电路可以用那些芯片实现，各个芯片实现同一个功能的区别。在这次设计过程中，我也对word、画图等软件有了更进一步的了解，这使我在以后的工作中更加得心应手。参考文献【1】梁宗善.电子技术基础课程设计.华中科技大学出版社，2009【2】朱定华.电子电路测试与实验.清华大学出版社，2004【3】朱定华.模拟电子技术基础.清华大学出版社 北京交通大学出版社，2005【4】朱定华.现代数字电路与逻辑设计.清华大学出版社 北京交通大学出版社，2007【5】华成英，董诗白.模拟电子技术基础（第四版）.高等教育出版社，2006【6】阎 石.数字电子技术基础（第五版）.高等教育出版社，2006【7】康华光.电子技