暑期实习报告简易数字钟.docx

1、暑期实习报告简易数字钟 电子实习实验报告 智能数字钟姓名：王俊杰学号：20091000178班级：75092-02指导老师：郝国成、闻兆海、张晓锋，王巍、王瑾、王国洪中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院通信工程专业2010年7月16日一、实验内容及要求2二、软件和硬件设计22.1基本功能电路设计32.2扩展电路设计6三、调试过程与结果 73.1调试过程 83.2调试结果 8四、实验心得8五、附录85.1元器件清单95.2基本功能电路图10六、参考文献10一、实验内容及要求任务：1、设计一个有“时”，“分”，“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能的电子钟；要求：1用555定时器设计一个

2、秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）； 2能显示时、分、秒，24小时制； 3. 设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用同步十进制集成计数器74LS90,74LS92设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；5.用同步十进制集成计数器74LS90设计一个24小时计数器,6.拓展部分：整点报时功能，要求当数字钟的时、分和秒计数器计到7点59分51，53，55，57,59秒驱动音响电路，四高一低，最后一声为高音结束，整点报时结束；整点闹时功能，要求当数字钟的分和秒计数器计到59分01开始闹时，闹时持续一分钟，整点闹时结束。主要性能要求：1 计时准确2 时间显示正常

3、，时为24进制，分秒为60进制，能正常进位和清零3 校准电路能按需灵敏地校准分和时二、软件和硬件设计 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。下图所示为数字钟的一般构成框图。 图2-1数字计时器的组成框图 21基本功能电路设计1、振荡器 数字计时器电路的振荡器有两种，一种为石英晶体振荡器，一种为555振荡器。石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。本设计实验用555定时器与RC构成的多谐振荡器

4、。如下图。 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及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒、分为60进制计数器，而根据设计要求，时为12进制计数器。3、校时电路数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时，采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单，采用加速校时。对校时电路的要求是 :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 。如图2.2所示，当闭合开关时，因为校正信号和0相与的输出为0，而开关的另一端接高电平，正常输入信号可以顺利通过与或门，故校时电路处于正常计时状态；当开关打向上时，

5、情况正好与上述相反，这时校时电路处于校时状态。与非门可选74LS00，非门则可用与非门2个输入端并接来代替节省芯片。因此实际使用时，须对开关的状态进行消除抖动处理，图2.2为加2个0.01uF的电容。图2.2 4、译码器 译码是将给定的代码进行翻译。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。74HC4511驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。 4511的输入端和计数器对应的输出端、4511的输出端和七段显示器的对应段相连。 5、显示器 本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极或共阴极显示器。4511译码器对应的显示器是共阴极显示器。 6、原理分析首先

6、由555振荡器产生1KHZ的振荡信号，经过三级分频器分频，第一个分频器输出频率为500HZ的振荡信号，第二个分频器输出频率为10HZ的振荡信号，第三个分频器输出频率为1HZ的振荡信号，分别供以后的扩展电路使用。1HZ的信号作为输入信号输入到数字钟.秒个位的计数器，同时也作为数字钟校时脉冲信号。因为秒个位是十进制，所以R0和R9接地，当计数器计数到9即QDQCQBQA=1001时，计数器自动清零，QD从高电平转变为低电平，同时向秒十位输送一个计数脉冲，使秒十位开始计数，由于秒十位是六进制，所以秒十位计数器A3=0，当QCQBQA=101时，秒十位计数器自动清零。当秒十位QC由高电平转变为低电平时

7、，通过与非电路，向分个位计数器输送一个进位脉冲，使分个位开始计数，分个位和分十位计数及进位原理同秒个位和秒十位相同。当分十位QC由高电平转变为低电平时，通过与非电路，向时个位计数器输送一个进位脉冲，使时个位开始计数，当时十位QBQA=10及时个位QCQBQA=100时，时计数器通过与非电路自动清零，实现二十四进制计数。三八显示器真值表Q0Q1Q2Q3abcdefg显示000101100001001011010012001111110013010001100114010110110115011000111116011111100007100011111118100111101192.2扩展电路2

8、.2.1闹时部分原理图： 原理分析：设置闹时时间为7时59分。闹时持续一分钟至八点整。M代表上午的输入信号，设置为高电平，时个位为7，所以当QCQBQA=111时，第一级四输入与非门打开，当分十位为5即QCQA=11，分个位为9即QDQA=11时，第二级四输入与非门打开。通过与非电路和1KHZ的振荡信号，驱动音响电路工作，三极管起放大驱动电压的作用。实现定点闹时功能。2.2.2报时部分原理图：原理分析：设置报时时间为整点报时，当秒计数器计数到51秒时，集成电路驱动音响电路，使之开始工作，每两秒（51、53、55、57、59秒）报时一次，前四声鸣低音，最后一声鸣高音。当分十位为5且分个位为9，即

9、QAM2=QCM2=1，QAM1=QDM1=1时，第一级四输入与非门打开，同时当秒十位为5即QAS2= QCS2=1时，且秒个位QAS1为高电平时，第二级四输入与非门打开，当秒个位QAS1为低电平时，第二级四输入与非门闭合。当秒个位QDS1为低电平时，通过非门电路驱动500HZ的振荡信号，在第一级和第二级四输入与非门都打开的情况下，通过与非电路驱动音响电路鸣低音；当秒个位QDS1为高电平时，通过非门电路驱动1KHZ的振荡信号，在第一级和第二级四输入与非门都打开的情况下，通过与非电路驱动音响电路鸣高音，实现四低音一高音的整点报时功能。报时电路真值表分计数器秒计数器音响电路驱动频率鸣音类型5951

10、500HZ低5953500HZ低5955500HZ低5957500HZ低59591KHZ高三、 调试过程与结果3.1调试过程单元电路安装好后，应该先认真进行通电前的检查，通电后，检查每片集成电路的工作电压是否正常（TTL型集成电路电源电压为50.25V），这是电路有效工作的基本保证。调试该单元电路直至正常工作。调试可分为静态调试和动态调试两种，一般组合电路应静态调试，时序电路应动态调试。统调主电路的方法是将已调试好的若干单元电路连接起来，然后跟踪信号流向，由输入到输出，由简单到复杂，依次测试，直至正常工作。因此时控制电路尚未安装，需人为地给受控电路加以特定信号使其正常工作。调试控制电路分为两步

11、：第一步单独调试控制电路本身，施加于控制电路的各个信号可以人为设定为某种状态，直至正常工作。第二步将控制电路与系统主电路中各个功能部件联接起来，进行电路统调。3.2调试结果完成了基本要求，整体效果很好，显示清晰，计时准确无误。能够校正到任何自己想要的时间。能够获得闹事的功能。四、 实验心得个人觉得这个实验是自己做的比较好的一次，因为这次的收获颇丰，我终于了解了如何对一个电路进行测试和调试，应该如果着手去做。具体的方法我觉得因人而异，但所需要的工具，只要不是很大型的只要通过万用表基本上问题都可以被找到。这次实验通过我们小组的努力，顺利而且非常高效清晰地完成，效果极佳，那时候真的是高兴死了。不过遗

12、憾的是，对扩展部分我们已经设计出来，只做了了闹时的功能，能够实现7:59分闹时，同时也为我们组提出了另一个问题，如何能够设计一个电路能调节到任何我们想要的闹钟时刻，我后来想了想，可以通过单片机来控制，至于如何设计，在这里我就不多说了。在这次试验中，我真的觉得收获颇丰，总之很感谢老师。这次实验总的来说就是考验了焊工，能够很顺利的完成这次实验说明你的焊工已经有了很大的进步，其实想来，实现一种功能，都是从复杂开始，慢慢变得简单，只要你把复杂的弄会了，其他问题都会迎刃而解。五、 附录5.1 元器件清单名 称数 量7段数码管6个74LS907个74LS922个74HC45116个74LS002个74LS041个3.3K电阻2个5.1K电阻1个20K电阻1个10K电位器1个0.01微F电容2个0.1微F电容2个开关2个5.2 基本功能电路总体图六、 参考文献1康华光电子技术基础.数字部分 北京:高等教育出版社,20002张友纯模拟电子线路 华中科技大学.2009