南理工 电工电子综合实验2报告

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1、题目：多功能数字计时器设计姓名：洪珊学号：101019030419目录摘要关键词………………………………………………………3一、实验目的………………………………………………………3二、设计内容简介…………………………………………………3三、设计功能要求…………………………………………………4四、整体电路设计原理……………………………………………5五、分部电路设计原理及原理图及仿真波形……………………61.秒脉冲信号发生电路………………………………………62.计时电路……………………………………………………73.译码显示电路…………

2、……………………………………84.清零电路……………………………………………………95.校分电路……………………………………………………106.报时电路……………………………………………………117.电路仿真波形………………………………………………12六、电路逻辑总原理图……………………………………………12七、附加电路----起停电路………………………………………14八、实验中遇到的问题解决方法…………………………………15九、实验总结及体会………………………………………………15十、附录……………………………………………………

3、………161.参考文献……………………………………………………162.元器件清单…………………………………………………173.芯片管脚图…………………………………………………1819多功能数字计时器设计摘要:数字计时器由秒脉冲信号发生器、计时电路、译码显示电路、校分电路、清零电路、报时电路等几部分单元电路组成，设计完成后可以完成0分00秒至9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时功能。本文首先介绍了实验内容与设计的功能要求,然后较详细地阐述了各单元电路的相关原理，并对相关电路图进行了分析。关键词:

4、脉冲信号发生电路、计时电路、报时电路、校分电路、清零电路、起停电路正文:一、实验目的1.掌握常见集成电路的工作原理和使用方法。2.培养学生分析问题解决问题的能力。3.提高学生设计单元电路的，调试电路的实验技能。二、设计内容简介19本实验采用中小规模集成电路设计一个数字计时器。数字计时器是由脉冲发生电路，计时电路，译码显示电路，和控制电路等几部分组成。其中控制电路由清零电路，校分电路和报时电路组成。设计完成后可以完成0分00秒至9分59秒的计时功能，并在控制电路的作用下具有开机清零、快速校分、整点报时功能。三、设计功能要求1、设计一

5、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的脉冲信号（f1=1Hz,f2=1KHz,f3=2KHz）。2、设计一个计时电路，完成0分00秒~9分59秒的计时功能。3、设计报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）。4、设计校分电路，在任何时候，拨动校分开关，可以2HZ进行校分。5、设计清零电路，具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以进行计时器清零。6、系统级联调试

6、，将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。7、可增加数字计时器附加功能，例如数字计时器定时功能、电路起停功能、电路采用动态显示等。19四、整体电路设计原理数字计时器是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。为了使标准的1Hz时间信号准确并且稳定，实验中我们使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路。为了使电路更加简单，实验中我们使用了一片CD4518的集成块对计时器的秒的个位和分的十位进行计数，用74LS161构成模六计数器实现对秒的十位进行计数，当低位计数器计满10时向高位产生一个脉冲信号，触发高位计数器计数。由于所使用的计数器都

7、有异步清零端，故可通过简单的电路就可以使电路具有开机清零功能和随时清零功能。由于计数的起始时间与所需要的起点可能会不相同，所以需要在电路上加一个校分电路，以便将分时刻跳到想要的时刻，最后在加以报时电路。具体的原理框图如下：19五、分部电路设计原理及原理图1.秒脉冲信号发生电路1.1设计原理秒脉冲信号发生电路提供计时电路的时钟并为报时电路提供驱动信号。为提供较为精确的秒脉冲信号，采用32768Hz的石英晶体多谐振荡器作为脉冲信号源。经分频器CD4060的多级分频，从Q14~Q4可分别获得2，4，8。。。。。。1024,2048Hz等

8、不同频率的输出信号即最低频率端Q14的脉冲信号频率为2Hz，因此增加一个D触发器实现的倍频器来产生1Hz的秒脉冲信号。将D触发器的端与D端扭接在一起实现倍频器，则Q端的输出信号即为1Hz的秒脉冲信号。报时电路所需要的1KHz，2KHz的脉冲信号由4