电工电子实验报告(多功能数字计时器设计)—廖伟棋

1、 南京理工大学 廖伟棋 913110190319 南京理工大学电工电子综合实验实验报告 -多功能数字时钟设计 班级（班号） 9131101903 姓名 廖伟棋 学号 913110190319 指 导 教 师 钟德荣 2015年 9月 2日目录1. 电路功能设计要求介绍 . 22. 电路原理简介 . 23. 单元电路设计 . 3 3.1 脉冲发生电路. 3 3.2 计时电路 . 3 3.3 译码显示电路 . 4 3.4 清零电路 . 4 3.5 校分电路 . 4 3.6 仿电台报时电路 . 5 4.总电路图 . 55.电路调试和改进意见 . 5 6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法 . 6

2、7.实验体会 . 68.附录 . 6 8.1 元件清单 . 6 8.2 芯片引脚图和功能表 . 79.参考文献 . 101.电路功能设计要求1、设计制作一个0分00秒9分59秒的多功能计时器,设计要求如下：1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲（1HZ），为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；2）设计计时电路：完成0分00秒9分59秒的计时、译码、显示功能；3）设计清零电路：具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以对计时器进行手动清零。4）设计校分电路：在任何时候，拨动校分开关，可进行快速校分。（校分隔秒）5）设计报时电路：使数字计时器从9分53秒

3、开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）；6）系统级联。将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。7）可以增加数字计时器附加功能：定时、动态显示等。2. 电路原理简介数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。其原理框图如下：3. 单元电路设计3.1 脉冲发生电路10 振荡器是数字钟的核心。采用石英晶体构成振荡器电路，产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基 准，再经过分频器输出标准秒脉冲（1HZ）。 分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲（

4、1HZ）。二是提供功能扩展电路所需驱动脉冲信号（1KHZ、2KHZ）。 采用晶体的固有频率为32768HZ=215HZ。 CC4060、74LS74电路图如下所示：3.2 计时电路 CC4518（分位、秒个位）、74LS161（秒十位）3.3 译码显示电路 译码器 CC4511 显示器 共阴LED七段字型数码管3.4 清零电路3.5 校分电路3.6 仿电台报时电路4. 总电路图5.电路调试和改进意见 先接显示电路，显示电路接完，接入电源，当三个数码管都能正常显示8的时候说明接入正确。然后接显示电路，接入显示电路后，在电路中加入外接脉冲，每个位数都能正常计数，秒个位和分个位分别从0到9，秒十位是

5、接在16进制芯片上，应显示0到E，但A到E数码管不能显示，只有当进位电路接入之后，成为6进制电路，能显示0到5的数字。下面接脉冲发生电路，电路接入之后，无需外加脉冲，电路能自动计数。再接清零电路，当清零电路启动时，电路能自动清零。再接校分电路，接入后能控制分个位从0到9。最后接报时电路，电路接入后，启动能在规定的时间点上报时。6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法 当计时电路接完之后，接入电源和脉冲，电路不能正确计时。检查后发现芯片的使能端没有接完整，经过查功能表，将使能端接入电路之后，电路能正常工作。7. 实验体会 初次做这个实验，我手足无措，一点头绪也没有，但是在老师的提示下按照原理图依

6、次安装了显示器，译码器及计数器，并认真考虑了布线问题，接好了线，面包板上初步具有了模型。有了好的开始接下来就很顺利了，我们把原理图和各个部件的功能表弄懂记住，每天都按步骤做完了当天的任务，遇到问题时及时向同学和老师求助，最终用了2天时间很顺当地完成了实验。 本次试验使我将学到的书本知识应用于实践，加深了我对知识的理解，培养了我的动手能力，学会了与同学共同讨论解决遇到的问题，分享问题被解决、实验完成的喜悦！8.附录 8.1 元件清单名称型号数量二入与非门74LS001个D触发器74LS741个四入与门74LS212个或门74LS321个四位二进制计数器74LS1611个BCD码计数器CD4518

7、1个分频器CD40601个译码器（驱动共阴）CD45113个非门74LS041个 电容10pF1个20pF1个22uF2个电阻1K 1/8w15个10K 1/8w2个22M 1/8w1个300欧晶振32768Hz1个蜂鸣器1个数码管共阴极（5V）3个直流稳压电源WYS 0-30V/2A*21台剥线钳1个尖嘴钳1个万用表1个导线若干8.2 芯片引脚图和功能表 1） 四位二进制计数器74LS161 引脚图功能表输 入输 出CPDCBA清零X0XXXXXXX00000送数10XXdcbadcba0-12）双四位同步BCD码加法计数器CD4518 引脚图 功能表输入输出CrCPEN清零1XX0000计

8、数01BCD码加法计数保持0X0保持计数00BCD码加法计数保持01X保持3）译码器CD4511引脚图 功能表输 入输 出LEDCBAgfedcba字符测灯0 XXXXXX11111118灭零10X00000000000消隐锁存111XXXX显示LE=01时数据译码1100000011111101100001000111011100010101001121100011100111131100100110111041100101110110151100110111110061100111000111171101000111111181101001110111194）与非门74LS00 引脚图 功能表ABY=非（AB）0010111011105）与门74LS21 引脚图 功能表ABY=AB0000101001116）非门74LS04引脚图 功能表AY=非A01107）或门74LS32引脚图 功能表ABY=A+B000011101111 8）4069反相引脚图9.参考文献 1 马鑫金编.电子技术实验指导书.南京：南京理工大学