电子时钟课程设计报告.docx

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电子时钟课程设计报告

电子技术课程设计报告

专业：

通信本

年级：

2010级1001

学号：

20093615276

姓名：

指导教师：

数字电子时钟焊接调试报告

一：

设计目的

（1）.掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；

（2）.进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；

（3）.画电路图和pcb封装，学会自己使用软件，自己学会画原理图，和封装图，培养自学能力；

（4）.学会在调试过程中动手操作。

2．设计要求

（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（24小时59分59秒）显示，且有按键校时功能的电子钟；

（2）用中小规模集成电路组成电子钟，自我焊接、组装、调试完成基本的显示进位功能；

（3）画出原理图及PCB封装图，写出设计图原理，总节调试经验，完成实验报告；

3．实验器材

（1）LED数码管（6片）

（2）CD4060（1片）

（3）CD4013（1片）

（4）4518（6片）

（5）4543（6片）

（6）74HC00（1片）

（7）74HC14（1片）

（8）7805（1片）

（9）贴片电阻和贴片电容若干

（10）整流桥（1个）

（11）晶振（1个）

4数字电子钟基本原理

（一）主要构成

数字电子钟的逻辑框图如图1-1所示。

它由一个CD4060集成芯片构成的一振荡器、LED数码管显示器、分频器、译码器、计数器、和校时器组成。

CD4060集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

图1-1

秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。

“秒”“分”计数器为六十进制，小时为二十四进制。

（二）计数器电路

1）六十进制计数

如图1-2所示。

由分频器来的秒脉冲信号，首先送到进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片CD4518和“与非门”74HC00以及一个施密特触发器74HC14来实现六十进制计数。

其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

图1-2

2）二十四进制计数

与日常生活中的计时规律相同,实现小时计数。

在此实验中，利用异步清零端实现起从23——00的翻转，其中“24”为过渡状态不显示。

其中，“时”十位是3进制，“时”个位是十进制。

（三）手动按键校时电路

当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。

校时电路实现对“时”“分”的校准。

在电路中设有正常计时和校对位置。

本实验实现“时”“分”的校对。

对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

（四）元器件介绍

CD4060如图1-3。

由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，

振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，

计数器清零且振荡器使用无效。

所有的计数器位均为主从触发器。

在CP1（和CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数。

在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

图1-3

74HC14如图1-4

是一款高速CMOS器件，

74HC14引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。

74HC14遵循JEDEC标准no.7A。

74HC14实现了6路施密特触发反相器，图1-4

可将缓慢变化的输入信号转换成清晰、无抖动的输出信号。

CD4013如图1-5

由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。

每个触发器有独立的数据、置位、复位、

时钟输入和Q及Q输出。

此器件可用作移位寄存器，

且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。

在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。

图1-5

置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4518如图1-6

是一个同步加计数器，

在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。

CD4518控制功能：

CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平

（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。

图1-6

5.实际结果概述

6个LED等自动跑数，可以实现“秒”，“分”，“时”的自动进位。

“秒”和“分”完成逢59之后置零操作。

“时”可以完成逢23之后置零操作。

两个按键中，第一个按键可以对“时”进行进位校时动能，而对于“分”和“秒”不产生干扰，第二个按键可以对“分”进行进位校时操作，而对“时”和“秒”不产生干扰。

6.调试心得与总结

这次数字电子钟的课程设计，是一次实践意义上的自我反思与总结过程。

换了一次电路板，因为第一次焊接的缘故，把4543引脚焊接错误，本来如果学了如何焊接，应该不会出现这种问题，然后，自己动手去做的时候，却把芯片和板子一块的弄坏了。

然后可能还是焊接方面出的问题，然后，几个星期的实验成果是那个新换的板子还是没有得到满意的结果。

LED灯无法实现自我进位，然后进制方面，本来是六十进制和二十四进制，结果都变成了一百进制。

找到比我高一年级的学长，花了将近两个小时，将芯片的引脚还有一些电阻重新的细化了一下，让后又按着原理图一步步排查错误，结果学长给出的答案是，其中一些芯片可能烧坏了。

然后心情极度悲剧！

学到一些焊接的技巧，比如要充分利用松香的妙处，那样有时候可能不会出现铜丝裸露在外的问题。

然后要对着原理图一步一步的排错。

要细心，然后在初步了解的基础之上，实现对一些知识的深入了解。

预料到这个可能会和以后的工作会有很大的联系，然后跟着视频学了一些画原理图的软件，然后在大概一个星期的时间里把pCB和原理图画好了，这个实验让我知道了一个道理：

要把理论充分的联系到实际中去，转化为自己的动西。

7.电路图以及PCB图、