9分59数字计时器

电工电子综合实验报告题目：多功能数字计时器设计姓名：学号：班级：院系：专业：指导：电子技术中心完成时间：2012.9.71目录1.电路功能设计要求介绍2.电路原理简介3.单元电路设计3.1脉冲发生电路3.2计时电路3.3译码显示电路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6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法7.实验体会8.附录8.1元件清单8.2芯片引脚图和功能表9.参考文献21、电路功能设计要求介绍设计制作一个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3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（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。所用芯片：CC4060、74LS743.2、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43.4、清零电路3.5、校分电路53.6、仿电台报时电路4.总电路图65.电路的调试和改进意见1、检查电路对照电路图检查电路器件是否连接正确，器件引脚、电容极性、电源线、地线是否对接，连接是否牢靠，电源的数值与方向是否符合设计要求。2、按功能模块分别调试先接显示电路，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7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1.首先接通电源时遇到的第一个问题就是不计时，检查脉冲电路也没有问题，最后终于发现是有一处的地线跟电源线接反了，改过后，电路计时正常。2.在检查清零电路时，又发现清零电路没有反应，然后先检查清零电路的电路时发现是电容的位置接错了。3.在检查蜂鸣报时电路，又出现了问题。在电路通电以后，蜂鸣器一直响。我们又检查电路的连接，我们发现一个74LS32芯片的7脚接地端，由于电线太多，没看清位置给插错位了。在将接地端接地后，报时电路终于可以实现定点报时了。7、实验体会1.本次实验其实电路不是很难，原理很清楚，但综合性较强，最大的难点在于所有的电路都需要根据自己的要求设计。通过这次实验设计，加深了我对课本的理解，提高了动手能力。其实本次实验真正花在实验室中搭建电路的时间相比在实验前的准备时间是相当少的。首先要查阅资料熟悉所给芯片的功能和使用方法，然后针对要求设计电路并用软件仿真，在此期间查阅了大量资料也参考了一些他人的方案，经过研究与修改，最终完成了总电路的设计。而且所遇到问题也比想象中要多，任何一点小错误都会让努力白费，所以细心，耐心是一定要的。2.数字电路复杂,因此需要我们连接时要有好的布局和合理的布线规则,如将电源线,地线,传输线,暂时产生的线分别开来，用不同的颜色,或者以单元电路的形式分开,为以后查错或改进带来极大的方便.3.在连接每一根线时，既要注意剥线的长短要适中，走线时要成直线直角，使电路板连线清晰美观，最重要的是检查时特别方便。8、附录8.1、元件清单器件名称型号数量译码器CD45113个二入或门74LS321个BCD计数器CD45181个四位二进制计数器74LS1611个D触发器74LS741个二入与非门74LS002个四入与门74LS212个分频器CD40601个反相器CD40691个电容10pF1个20pF1个22uF2个88.2、芯片引脚图和功能表1）四位二进制计数器74LS161引脚图U2741LS61CrCPABCDS0GND~LDS1QdQcQbQaQccVcc功能表输入输出CPCrLD1S0SDCBADQCQBQAQCCQ清零X0XXXXXXX00000送数↑10XXdcbadcba0-12）双四位同步BCD码加法计数器CD4518引脚图U3CD45181CP1EN1Qa1Qb1Qc1Qd1CrVss2CP2EN2Qa2Qb2Qc2Qd2CrVdd功能表输入输出CrCPENDQCQBQAQ清零1XX0000计数0↑1BCD码加法计数保持0X0保持计数00↓BCD码加法计数保持01X保持电阻300Ω3个10K1个22M1个晶振32768Hz1个蜂鸣器1个LED七段数码管共阴极3个万用表1个镊子1个剥线钳1个导线若干93）译码器CD4511引脚图U4CD4511BC~LI~BILEDAVsse1d1c1b1a1g1f1Vdd功能表输入输出LTBILEDCBAgfedcba字符测灯0XXXXXX11111118灭零10X00000000000消隐锁存111XXXX显示LE=0→1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10功能表ABY=AB0000101001116）非门74LS04引脚图功能表AY=非A01107）或门74LS32引脚图11功能表ABY=A+B0000111011118）反相器40699）D触发器74LS74引脚图功能表输入输出CPDRDSＤNQ1NQ清零×０１×０１置“１”×１０×１０送“０”↑１１００１送“１”↑１１１１０保持０１１×保持不允许×００×不确定1210）七段数码管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，2006年[2]蒋立平编著.数字电路.南京：南京理工大学翻印[3]李银华等编著.电子线路设计指导.北京：北京航空航天大学出版社，2005年[4]王建新，姜萍编著.电子线路实践教程.北京：科学出版社，2003年[5]王俊峰，安家文，吕宽州等编著.电工与电子技术实验教程，2006年