数码显示电子钟Word文档格式.docx
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为了让我们可以很好地把已经学过的比较零散的数字电路的知识能够有机的、系统地联系起来用于实际，培养综合分析、设计电路的能力，所以我们进行此次数字钟的设计是必要的。
可编程逻辑器件在数字系统中的应用随着集成电路技术和计算机技术的蓬勃发展,让电子产品设计有了更好的应用市场,实现方法也有了更多的选择。
传统电子产品设计方案是一种基于电路板的设计方法,该方法需要选用大量的固定功能器件,然后通过这些器件的配合设计从而模拟电子产品的功能,其工作集中在器件的选用及电路板的设计上。
随着计算机性价比的提高及可编程逻辑器件的出现,对传统的数字电子系统设计方法进行了解放性的革命,现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能,将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。
从20世纪90年代初开始,电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,各种电子系统的设计软件应运而生。
由于时间在日常生活中的重要性，所以以时间为媒介的电子钟就被选为我这次论文选题的目标。
第二章数码显示电子钟的电路原理
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来.
数码显示电子钟电路，采用一只PMOS大规模集成电路LM8560（TMS3450NL）和四位LED显示屏，通过驱动显示屏便能显示时、分。
震荡部分采用石英晶体振时基信号源，从而保证了走时的精度。
本电路还提供了定时报警功能，它定时调整方便，电路稳定可靠，非常适合广大电子爱好者装配使用。
本电路还扩展成定时控制开关等功能。
原理图
1.晶体振荡器电路及分频器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波号，外还有一校正电容可以对温度进行补偿，以提高频率准确度和稳定度，可保证数字钟的走时准确及稳定。
分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768（）次分频后得到1Hz方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也就是计数器。
IC2（CD4060）、JT、R2、C2构成50Hz的时基电路，CD4060内部包含14位二分频器和一个振荡器，电路简洁，30720Hz的信号经分频后，得到50Hz的信号送到LM8560的25脚，并做秒信号经VT2、VT3驱动显示屏内的冒号闪动。
如图2-1所示
时基电路
2.时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器及星期计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器。
3.译码驱动电路
译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
4.数码管
数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管。
5.整流桥
用桥式整流电路和降压变压器将220v交流电转化成6v直流电。
6.CD4060集成电路
采用CD4060数字集成电路制作的长延时定时器电路原理图如图2-6所示。
该电路由CD4060与外接阻容元件组成高频振荡器，由（Rz＋R1）C,决定与振荡器的振荡频率，通过RP调节振荡频率范围。
7.LM8560集成电路
LM8560（IC1）是50／60Hz的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只管脚，1—14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端，20脚为负电源端，27脚是内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出。
LM8560在数字钟中是比较便宜且容易买得到的一种集成电路芯片，而且用它组成的数字钟直接用交流电的频率提供脉冲。
我国使用的交流电源频率是50HZ，只要将第26脚50HZ或60HZ选择接到第15脚（VSS）即可。
如果电源频率60HZ，此脚悬空不接。
LM8560集成电路内含显示译码驱动电路、12/24小时选择电路及以其他各种设置报警等电路。
它具有较宽的工作电压范围（7．5-14V）和工作温度范围（@20C-+70C）;
自身功耗很小，输出能直接驱动发光二极管显示屏。
LM8560集成电路采用28脚双列直插式封装，其引脚功能如图2-2所示
图2-2LM8560集成电路
8、开关
当调好定时间后并按下开关K1（白色键），显示屏右下方有绿点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。
在面板上从左到右，存在五个微动开关，分别是S4、S3、S2、S1调小时，S2调分钟，S3调时钟，S4调定时，K1定时报警开关（及闹铃开关）。
调时钟时，需按下S3的同时按下S1，即可调小时数；
按下S3的同时按下S2可调分钟数。
调定时报警时，需下S4的时按下S1即可调闹钟的小时数，按下S4的同时按下S2可调事实上的闹铃数。
第三章电路调试与制作
当调好定时时间后，并按下开关K1（白色钮），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VTl工作，即可定时报警输出。
在面板上从左到右，存在五个微动开关，分别是S4、S3、K1、S2、S1，S1调小时，S2调分钟，S3调时钟，S4调定时，K1定时报警开关（即闹铃开关）。
调时钟时，需按下S3的同时按动S1，即可调小时数；
按下S3的同时按动S2可调分钟数。
调定时报警时，需按下S4的同时按动S1即可调闹铃的小时数；
按下S4的同时按动S2可调事实上时闹铃数。
定时输出电压，当时钟走到报警时钟时继电器导通输出220v电压。
设计中出现的问题及解决方法
1、在焊接蜂鸣器时，起初不知道它该安置在何处？
后经同学指导，知道它是通过2根导线（红线、黄线）连接起来的，红线的一端接蜂鸣器的正极，另一端接电路板上的BL+端；
黄线的一端接蜂鸣器的负极，另一端接电路板上BL-端。
在连接过程中，由于自己粗心而使的红线一端连接到E+上。
2.开始识别集成电路LM8560（3450）以及集成电路CD4060时，不知它们在电路中起什么的作用？
后通过查找资料，知道LM8560（IC1）是50/60HZ的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只管脚，1-14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端，20脚为负电源端，27脚是内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出。
LM8560集成电路引脚功能：
LM8560集成电路内含显示译码驱动电路，12/24小时选择电路及以其他各种设置报警电路，它具有较宽的工作电压范围（7.5V-14V）和工作温度范围（@20C-70C）;
CD4060内部包含14位二分频器和一个振荡器，电路简洁，30720HZ的信号经分频后，得到50HZ的信号送到LM8560的25脚，并做秒信号经VT2、VT3驱动显示屏内的冒号闪动。
3.开始焊接原件时，首先粗读了一下装配说明书，就从电阻直接焊起，而在焊接时发现电烙铁很难使用，把焊丝放在烙铁头附近，焊丝半天都不融化，原因是电烙铁是新的，烙铁头没有经过过焊，而自己由于技术的缺陷，很难把烙铁头过焊上，后请同学帮忙，才使得烙铁比原先好用多了。
在焊接集成电路时，经常使焊丝把几个连接点连在一起了，这是由于自己的技术不熟练，后用吸焊器，吸取电路板上连在一起的焊点，重新焊接。
4.等基本焊接完该焊的元器件时，发现自己犯了一个很大的错误，原因是自己没有首先焊接跳线，而这时侯把跳线焊在基本焊好的电路板上，难度很大.这是由于自己没有细读装配说明书而导致的结果。
在开始的时候，不知道跳线是什么用途，后问了同学，得知跳线其实在电路中充当导线的作用。
5.在焊接排线过程中，把排线的脚与LED显示屏上的序号弄错了而导致重新焊接，后对照原理图，经同学指导，认真焊好排线。
第四章总结与体会
数字电子钟设计的目的是在于提高自己在电子技术方面的实践技能，把自己所学到的理论知识应用于实际生活中，使自己有解决实际问题的能力。
初步掌握设计的要求和方法，逐步熟悉设计的每一个关键点，培养自己独立动手能力。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁，因为是在电脑上调试，比较慢，又要求我们有一个比较正确的调试方法，像把频率调准等等。
这又要我们要灵活处理，在不影响试验的前提下可以加快进度。
合理的分配时间。
在设计控制电路的时候，我们可以连接译码显示和计数电路，这样就加快了完成的进度。
最重要的是要熟练地掌握课本上的知识，这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。
第五章附录
原价清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
集成地电路
LM8560
IC1
18
电解电容
220u
C3
2
集成电路
CD4060
IC2
19
1000u
C4
3
三极管
9012
VT2
20
轻触开关
7*7*13.5mm
S1-4
4
9013
vt34
21
自锁开关
7*7
K1
5
8050
VT1
22
按键帽
6
二极管
1N4001
VD1-9
9
23
集成插座
28密脚
7
显示屏
Fell-655g
LED
24
16脚
8
晶振
30720Hz
JT
25
插头电源线
蜂鸣器
12*9
BL
26
排线
8cm*18芯
10
电源变压器
220V/9V
T
27
连接导线
11
电阻
1K
R7
28
电池极片
正负连体片
12
6.8K
R4、5、6
29
前后电池盖
三件
13
10K
R3
30
自攻螺丝
2*5mm
14
120K
R1
31
3*8mm
15
1M
R2
32
热缩管
3*20mm
16
瓷片电容
20P
C2
33
印刷电路板
17
103
C1
34
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