数字时钟课程设计论文讲解

1、荆楚理工学院课程设计成果学院: 数理学院 班 级: 2019级应用物理学1班学生姓名: 学 号:设计地点（单位）： 荆楚理工学院 设计题目:数字时钟课程设计 完成日期：2019 年 11 月 17 日指导教师评语：_成绩(五级记分制):教师签名:第 11 页JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY专业课程设计关于数字时钟课程设计 学 院数理学院专 业应用物理学年级班别2019级应用物理（1）班学 号学生姓名指导教师2019年11月17日关于数字时钟课程设计摘要  电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而且数字时钟又具有重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点

2、而在生活中被广泛使用，因此本次设计就用数字集成电路来设计一个数字时钟，使其完成多功能。本文主要介绍由单片机控制的带有温度显示的数字时钟的设计。随着人们生活水平的日益提高，人们对生活的要求越来越高，原有的事物已经不能满足人们的生活需求了，一些带有新功能的事物已经在慢慢的取代旧事物。就像数字时钟一样，人们用数字时钟不仅仅只是看时间了，人们还需要看温度了。越来越多的新功能更贴近人们的生活了，所以也越来越受人们所喜欢。关键词：数字时钟，光敏电阻，集成电路1提出课题在科技飞速发展的今天，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透了社会的各个领域，推动了社会信息化程度的提高，同时也使现代电

3、子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。数字时钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展，使数字时钟具有准确、性能稳定的特点。因此在许多电子设备中被广泛应用。2课题分析数字时钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时等附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器，校时电路、报时电路和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、

4、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。“秒”信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用振荡器加分频器来实现。将标准“秒”信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。3模型原理图1 模型电路原理个位及十位计数器之间采用同步清零方式，将个位计数器的进位输出控制端接至十位计数器的容许端,完成个位对十位计数器的进位控制。将个位计数器的RCO端和十位计数器经过输出，作为六十进制的进位输出脉冲信号

5、。当计数器的状态为59时，一端输出高电平，在同步级连接方式下，容许高位计数器（分钟的个位计数器）计数。电路创建完成后，进行仿真实验时，利用信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的时钟脉冲源。由于数字时钟的分钟只有在秒钟的显示数码管为59时方会跳一下，因此将秒钟的进位分钟个位计数器的容许端，再由分钟个位计数器的进位以及容许端通过及门输入十位计数器的容许端。个位及十位计数器均接成十进制计数器形式，采用同步清零方式。由于数字时钟只有在分钟和秒钟的显示数码管为59时方会跳一下，因此将分钟以及秒钟的进位通过一个及门输入时钟个位计数器的容许端，再由个位计数器的进位以及容许端通过及门输入十位计数器的容许端。4

6、数字时钟的制作4.1制作元件序号名称规格位号数量1电阻330R1-R882电阻4.7KR9 、R10、R11、R12、R1353电阻10KR14、R17、R18、R19、R20、R21、64电解电容10uF/35VC115瓷片电容22pFC2、C3、C4、C546独石电容104C6、C727晶振32.768KY218晶振12MY11集成块插座8PIN1集成块插座28PIN1集成块DS1302U21集成块STC12C5410ADU11电池座CR12201电池CR1220/3VBT11单排针4位ISP1光敏电阻55165mmR151热敏电阻MF58R161有源蜂鸣器LS11按键开关弯脚S1、S22

7、三极管8550Q1、Q2、Q3、Q4、Q55数码管DS1、DS2、DS3、DS44USB电源线1亚克力外壳1套（选配）4.2元件安装图图2 元件安装示意图4.3制作过程1) 首先熟悉各元件，明确各元件的作用。2) 读懂并了解电路图并明确清楚电路图中各原件的作用以及焊接方法。3) 根据图1所示电路图用焊枪将各元件按照电路图焊接到PBC板上，焊接成品如图3。4) 元件按线路板上的标识安装，对三极管等极性元件安装时一定要注意方向。5) 发射电路安装完成后，可先单独调试。6) 接通电源，有条件的可用频谱仪对发射电路进行检测。7) 将焊接好的电路板放入外壳中。接收线路板为了节省空间，电阻全部采用立式安装

8、，制作插元件时要注意。集成电路是有方向的元件，安装时注意查看半圆缺口，须及线路板上的标识符号相一致。8) 全部元件安装完成后，可不接电机，先调试。电子元件参数在出厂时已全部设计好，制作时只要元件安装无误，都能正常工作。图3 电路板焊接图4.4在焊接中需要注意的地方1) 遵循先小件后大件的焊接顺序。2) 先焊电阻，后焊零部件的顺序，以防电路损坏。 3) 焊接各元件时各接头要独立，不要加入过多的焊锡使其连接照成电路的短路。4) 使用焊枪时要注意温度，注意安全。5) 焊枪在焊接中焊丝不要太多，如果焊接时过多，用吸笔枪将多余的吸出。6) 在此次制作过程中，发现了很多问题，也学到了很多，焊接、连线、元件

9、的认识，数字时钟成品如图4。图4数字时钟成品图5结果分析1) 测试面板各触点和线是否接通，可以用万能表测量通不通。线被剥出很长时间表面会有锈接触良。2) 数字电子钟有用到显示译码管。变化时没有出现乱码的显示译码管是好的，否则为坏的。3) 芯片测试有两种方法，一种是通过接线来测试其功能，满足功能要求说明芯片是好的，否则是坏的；另外一种是直接用学校提供的机器进行好。4) 测试成功安装好后，检查电路板上的元器件是否都焊实，检查电源接线是否接触不良没焊实。6结论此次设计是数字时钟。数码管的安装，注意数码管要倒立安装。不分正、负极的元件(电阻，光敏电阻，热敏电阻，瓷片电容，独石电容，晶振)，有正负极的元

10、件（蜂鸣器，电解电容，电池座），电解电容应该卧式安装，避免超高，安装完成后通电，电压为5V，安装完成后进行一下设置以正常显示.按一下设置键，小时位数闪烁，按加号键修改，再按一下设置键，分钟位闪烁，按加号键修改，再按一下设置键，设置闹钟时间，闹钟小时位数闪烁，按加号键修改，再按一下设置键，闹钟分钟位闪烁，按加号键修改，再按动设置键，数码管中显示AL，是指闹钟是否打开，为1表示打开，为0表示关闭，按加号键修改，再按动设置键，数码管中显示BS, 是指报时是否打开，为1表示打开，为0表示关闭，按加号键修改，最后按下设置键，回到正常显示。光敏电阻用于检测环境光线，外界光线值越高，数码管越亮，外界光线值越

11、低，数码管越暗淡。通电后温度显示值偏低，是由于热敏电阻的自热效应，待过段时间后，热敏电阻和外界温度达到平衡后，温度显示恢复正常。为减小误差，及热敏电阻串联的分压电阻为%1精度，注意和其他电阻区分。7心得体会在本次模型的制作中，我们成功的将书本知识转换成自己的动手实践能力，并使我们在以后的学习中因注重书本知识及实际动手能力相结合。本次课程设计中，我们积极动手制作模型，从课题的提出到实施过程中我们查阅了大量的文献资料，并从中学习了不少关于电磁学以及电路知识。当完成课程设计时，我又一种很深的感慨：实践是最好的老师，只有通过实践才能发现自己的不足。在动手连线之前，我觉得电子时钟的课程设计非常简单。 虽

12、然连的线多了点，但是时分秒连的线差不多是一样的，没有什么挑战性可言。可是当真正在连线的时候，我却发现了一个又一个的问题。首先是管脚排列记得不清楚，经常把接高电平的线连到低电平去。其次总是粗心大意，看错板上的接口，还有就是面板板内部发生断路的故障，导致即使连线正确了，但还是没法显示时间。这就需要自己动手检查，在布满了导线的板上查错，真不是一件容易的事情。不过事情都是有两面性的，当我费了很大的力把数字时钟做出来后，我发现我在不知不觉中领悟了很多数电知识，对电磁学以及电路产生了很大的兴趣，而且培养了自己的动手能力和探究能力。在以后的学习甚至工作中，还会遇到很多关于电磁学以及电路方面的难题，通过这次的课程设计，我现在充满了兴趣和信心去挑战