南京理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告(多功能數(shù)字計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì))

1、1. 電路功能設(shè)計(jì)要求介紹2. 電路原理簡介3. 單元電路設(shè)計(jì) 3.1 脈沖發(fā)生電路 3.2 計(jì)時(shí)電路 3.3 譯碼顯示電路 3.4 清零電路 3.5 校分電路 3.6 仿電臺(tái)報(bào)時(shí)電路 4.總電路圖 5.電路調(diào)試和改進(jìn)意見 6.實(shí)驗(yàn)中遇到的問題、出現(xiàn)原因及解決方法 7.實(shí)驗(yàn)體會(huì) 8.附錄 8.1 元件清單 8.2 芯片引腳圖和功能表 9.參考文獻(xiàn) 1.電路功能設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)制作一個(gè)0分00秒9分59秒的多功能計(jì)時(shí)器,設(shè)計(jì)要求如下：1）設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖發(fā)生電路，為計(jì)時(shí)器提供秒脈沖（1HZ），為報(bào)時(shí)電路提供驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的高低脈沖信號（1KHZ、2KHZ）；2）設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)電路：完成0分00秒9分59秒的計(jì)

2、時(shí)、譯碼、顯示功能；3）設(shè)計(jì)清零電路：具有開機(jī)自動(dòng)清零功能，并且在任何時(shí)候，按動(dòng)清零開關(guān)，可以對計(jì)時(shí)器進(jìn)行手動(dòng)清零。4）設(shè)計(jì)校分電路：在任何時(shí)候，撥動(dòng)校分開關(guān)，可進(jìn)行快速校分。（校分隔秒）5）設(shè)計(jì)報(bào)時(shí)電路：使數(shù)字計(jì)時(shí)器從9分53秒開始報(bào)時(shí)，每隔一秒發(fā)一聲，共發(fā)三聲低音，一聲高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒發(fā)低音（頻率1kHz），9分59秒發(fā)高音（頻率2kHz）；6）系統(tǒng)級聯(lián)。將以上電路進(jìn)行級聯(lián)完成計(jì)時(shí)器的所有功能。7）可以增加數(shù)字計(jì)時(shí)器附加功能：定時(shí)、動(dòng)態(tài)顯示等。2. 電路原理簡介數(shù)字計(jì)時(shí)器由計(jì)時(shí)電路、譯碼顯示電路、脈沖發(fā)生電路、校分電路、清零電路和報(bào)時(shí)電路這幾部分組成。其原理框圖如

3、下：3. 單元電路設(shè)計(jì)3.1 脈沖發(fā)生電路9 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。采用石英晶體構(gòu)成振蕩器電路，產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)過分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖（1HZ）。 分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖（1HZ）。二是提供功能擴(kuò)展電路所需驅(qū)動(dòng)脈沖信號（1KHZ、2KHZ）。 采用晶體的固有頻率為32768HZ=215HZ。 CC4060、74LS74電路圖如下所示：3.2 計(jì)時(shí)電路 CC4518（分位、秒個(gè)位）、74LS161（秒十位）3.3 譯碼顯示電路 譯碼器 CC4511 顯示器 共陰LED七段字型數(shù)碼管3.4 清零電路3.5 校分電路3.6 仿電臺(tái)報(bào)時(shí)電路4. 總

4、電路圖5.電路調(diào)試和改進(jìn)意見 先接顯示電路，顯示電路接完，接入電源，當(dāng)三個(gè)數(shù)碼管都能正常顯示8的時(shí)候說明接入正確。然后接顯示電路，接入顯示電路后，在電路中加入外接脈沖，每個(gè)位數(shù)都能正常計(jì)數(shù)，秒個(gè)位和分個(gè)位分別從0到9，秒十位是接在16進(jìn)制芯片上，應(yīng)顯示0到E，但A到E數(shù)碼管不能顯示，只有當(dāng)進(jìn)位電路接入之后，成為6進(jìn)制電路，能顯示0到5的數(shù)字。下面接脈沖發(fā)生電路，電路接入之后，無需外加脈沖，電路能自動(dòng)計(jì)數(shù)。再接清零電路，當(dāng)清零電路啟動(dòng)時(shí)，電路能自動(dòng)清零。再接校分電路，接入后能控制分個(gè)位從0到9。最后接報(bào)時(shí)電路，電路接入后，啟動(dòng)能在規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)上報(bào)時(shí)。6.實(shí)驗(yàn)中遇到的問題、出現(xiàn)原因及解決方法 當(dāng)計(jì)

5、時(shí)電路接完之后，接入電源和脈沖，電路不能正確計(jì)時(shí)。檢查后發(fā)現(xiàn)芯片的使能端沒有接完整，經(jīng)過查功能表，將使能端接入電路之后，電路能正常工作。7. 實(shí)驗(yàn)體會(huì) 初次做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我和搭檔手足無措，一點(diǎn)頭緒也沒有，但是在老師的提示下按照原理圖依次安裝了顯示器，譯碼器及計(jì)數(shù)器，并認(rèn)真考慮了布線問題，接好了線，面包板上初步具有了模型。有了好的開始接下來就很順利了，我們把原理圖和各個(gè)部件的功能表弄懂記住，每天都按步驟做完了當(dāng)天的任務(wù)，遇到問題時(shí)及時(shí)向同學(xué)和老師求助，最終用了三天時(shí)間很順當(dāng)?shù)耐瓿闪藢?shí)驗(yàn)。 本次試驗(yàn)使我將學(xué)到的書本知識應(yīng)用于實(shí)踐，加深了我對知識的理解，培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了與搭檔共同討論解決遇到

6、的問題，分享問題被解決、實(shí)驗(yàn)完成的喜悅！8.附錄 8.1 元件清單名稱型號數(shù)量二入與非門74LS001個(gè)D觸發(fā)器74LS741個(gè)四入與門74LS212個(gè)或門74LS321個(gè)四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS1611個(gè)BCD碼計(jì)數(shù)器CD45181個(gè)分頻器CD40601個(gè)譯碼器（驅(qū)動(dòng)共陰）CD45113個(gè)非門74LS041個(gè) 電容10pF1個(gè)20pF1個(gè)電阻1K 1/8w15個(gè)10K 1/8w1個(gè)22M 1/8w1個(gè)晶振32768Hz1個(gè)蜂鳴器1個(gè)數(shù)碼管共陰極（5V）3個(gè)直流穩(wěn)壓電源WYS 0-30V/2A*21臺(tái)剝線鉗1個(gè)尖嘴鉗1個(gè)萬用表1個(gè)導(dǎo)線若干8.2 芯片引腳圖和功能表 1）四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS

7、161 引腳圖功能表輸 入輸 出CPDCBA清零X0XXXXXXX00000送數(shù)10XXdcbadcba0-12）雙四位同步BCD碼加法計(jì)數(shù)器CD4518 引腳圖 功能表輸入輸出CrCPEN清零1XX0000計(jì)數(shù)01BCD碼加法計(jì)數(shù)保持0X0保持計(jì)數(shù)00BCD碼加法計(jì)數(shù)保持01X保持3）譯碼器CD4511引腳圖 功能表輸 入輸 出LEDCBAgfedcba字符測燈0 XXXXXX11111118滅零10X00000000000消隱鎖存111XXXX顯示LE=01時(shí)數(shù)據(jù)譯碼1100000011111101100001000111011100010101001121100011100111131100100110111041100101110110151100110111110061100111000111171101000111111181101001110111194）與非門74LS00引腳圖 功能表ABY=非（AB）0010111011105）與門74LS21引腳圖 功能表ABY=AB0000101001116）非門74LS04引腳圖 功能表AY=非A01107）或門74LS32引腳圖 功能表ABY=A+B0000111011119.參考文獻(xiàn) 1 馬鑫金編.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.南京：南京理工大學(xué)，2006年2 蔣立平編