电工电子实验报告.doc

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1、电工电子综合实验（Ⅱ）实验报告——多功能数字计时器摘要设计搭建一个多功能数字计数器，从0分0秒开始计时,计到9分59秒后自动清零。具有计时、清零、校分、整点报时的基本功能和闹钟、秒表的附加功能。显示电路使用的是动态显示方式，即只使用一片译码器外加较高频率的时钟控制电路来实现数码管的“同时”显示功能AbstractDesignamulti-purposedigitalregisterwhichcandisplaythetime.Itstartsfrom0minute0seconds,countsafter9minute59secondsautomatic

2、clearzero.Theclockhasthebasicfunctionsofclearing,minute-correcting,beepinginthesharphourandthestopwatch.Weusedynamicdisplaycircuittodisplay,namelyrealizingdisplayinginthesametimeusingoneencoderandahighfrequency.目录一．设计目的二．设计要求三．实验原理一．单元电路设计及其电路图1、信号发生电路2、计时电路3、显示电路4、清零电路5、校分电路6、报

3、时电路五．附加电路六．实验感想七．实验中遇到的问题八．附录1、工具及器件清单2、各元件的引脚图及功能表3、总电路逻辑图4、参考文献一、实验目的1.掌握常见集成电路实验单元电路的设计过程。2.了解各单元再次组合新单元的方法。二．设计要求（1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲，为报时电路提供驱动蜂鸣器发声的脉冲信号；（2）设计计时和显示电路，完成0分00秒至59分59秒的计时和显示功能；（3）设计清零电路，具有开机自动清零的功能，并在任何时候，按动清零开关，就可以实现计时器清零；（4）设计校分电路，在任何时候，按下校分开关，可以进行快速校分；（5）

4、设计报时电路，使数字计时器从59分53秒开始报时，每隔2秒发一声，共发三声低音，一声高音；[即59分53秒、59分55秒、59分57秒发低音（频率为1KHz）,59分59秒发高音（频率为2KHz）]；（6）可增加数字计时器附加功能，例如数字计时器定时功能、电路启停功能、电路采用动态显示功能。三．实验原理数字计时器是由脉冲发生电路、计时和显示电路、清零电路、校分电路和报时电路和其它附加电路等几部分组成的。电路由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等元件构成。电路由石英晶体提供频率，然后通过分频器可以得到电路所需的不同频率；电路要实现0分00秒-59分5

5、9秒的计时和显示功能，所以由三个计时器分别计时，分位、秒十位、秒个位，然后再通过译码器，由LED数字显示管显示出来。清零电路实现开机清零和任意时刻选择清零，通过逻辑门与计时器连接，从而实现清零。校分电路实现快速校分，只要将分计数器的频率调快等操作即可实现。报时电路是实现59分53秒、59分55秒、59分57秒发低音（频率为1KHz）,59分59秒发高音（频率为2KHz），通过蜂鸣器和一些逻辑门实现。分显示器秒个位显示器秒十位显示器清零电路校分电路分计数器分译码器秒十位译码器秒个位译码器秒十位计数器报时电路二分频分频器振荡器秒个位计数器四．单元电路设计及

6、其电路图1.秒信号发生器①所用器件：32768Hz晶体管、22MΩ电阻、20PF电容、10PF电容、CD4060、74LS74、5V直流电源。②原理:秒信号发生器提供计时电路的时钟并为报时电路提供驱动信号。秒信号发生器是由一个石英晶体，一片CD4060，一个D触发器，电阻，电容，以及直流电源组成。采用32768Hz的石英晶体多谐振荡器作为脉冲信号源，能提供较为精确的秒脉冲信号。分频器CD4060最可实现最大为214的分频，所以可输出的最低频率为2Hz；D触发器可以实现脉冲信号的二分频，所以在CD4060的Q14端接一个D触发器，即可以输出频率为1Hz的

7、脉冲信号。D触发器实现二分频的方法：将D触发器的端与D端连接在一起。CD4060也可提供后面电路所需要的频率为1KHz和2KHz的脉冲信号。③原理图：2.计时电路①所用主要器件：74LS161芯片、CD4518芯片、7400芯片等。秒个位：连接电路时，秒脉冲电路产生的秒脉冲信号送入秒个位计数器（CD4518A）的CP端，秒个位单元中的输出（1Q4、1Q1）通过与非门接入74LS161的时钟端作为时钟信号完成个位与十位的进位。秒十位：秒十位记数器应实现模六功能，2Q1和2Q3通过一个与非门接入置数端，74LS161的四个数据输入端应接地，这样当计数器到达

8、0101时，又重新置数为0000。分位：以CD4518BCD码计数器来实现十进制计数功能，把7