电工电子综合实验(ii)数字钟实验报告

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1、南京理工大学电工电子综合实验（II）实验报告姓名：学号：学院：专业：指导老师：[12]目录一、实验内容…………………………………………………………3二、设计原理………………………………………………………3分部原理图………………………………………………………41.脉冲信号发生电路………………………………………………42.计时与显示电路………………………………………………43.校分电路……………………………………………………54.清零电路……………………………………………………65.报时电路……………………………………………………7整体原理图……………………

2、…………………………………8三、遇到的问题及解决方法……………………………………………9四、实验体会………………………………………………………9五、附录……………………………………………………………101.元件清单……………………………………………………102.芯片引脚图和功能表……………………………………………113.参考文献……………………………………………………12[12]一、实验内容1、设计一个脉冲发生电路，为计时器提供脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器的1HZ脉冲信号。2、设计计时电路，完成0分00秒—9分59秒的计时功能。3、设计清零电路，具有开

3、机自动清零功能，并且在任何时候，闭合清零开关，可以进行计时器清零。4、设计校分电路，在任何时候，闭合校分开关，可进行快速校分。5、设计报时电路，使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔两秒发一声，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）。二、设计原理数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。其原理框图如下：图1：数字计时器原理框图数字计时器以一个标准频率（1Hz）进行计数，实验使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路以保证其准确与稳定。

4、为使电路更加简单，使用CD4518对计时器的秒个位和分十位进行计数，用74LS161[12]构成模六（六进制）计数器实现对秒的十位进行计数。利用计数器的异步清零端，通过简单的电路使电路具有开机清零功能和随时清零功能。利用校分电路，校正分时刻的数字，并可以利用校分先于蜂鸣电路来节省时间。分部原理图：1.脉冲信号发生电路振荡器是数字时钟的重要组成部分。石英晶体振荡器提供的脉冲频率为32768Hz（=215Hz），而分频器CC4060的最大分频系数是214，因此两者组合最小可提供2Hz的脉冲信号，为得到秒脉冲信号，还需经过一个二分频器件（由D触发器74LS74

5、实现）。同时分频器还能为蜂鸣器提供1KHz和2KHz的脉冲信号。图2：脉冲信号发生电路图2、计时与显示电路计时电路钟的计数器为该实验的核心部分。（1）计数：CC4518为模十的计时器，可以对“秒个位”和“分位”进行计数，由于“秒十位”为1至5的数字，故用74LS161构成模六（六进制）计数器实现计数。将其QA和QC通过与非门与同步置数端连接，当“秒十位”变成0101时，在下一个脉冲时变成0000，从而完成模六计数。（2）进位：秒个位进给秒十位：通过74LS161的计数功能即当、、、为高电平时，CP端输入上升信号实现计数。这里将秒个位的1QD接一个非门然后

6、输入到2CP端，当秒个位由1001变为0000时，1QD将输送一个下降信号，再通过非门便产生了上升信号，实现了秒个位给秒十位的进位。秒十位给分位：[12]通过CC4518的一个计数功能即当Cr和CP端接低电平，EN端输入下降信号实现计数。这里将74LS161的2QC端与校分电路的两个与非门相连，当秒十位由0101变为0000时，2QC产生了一个下降信号，经过两个与非门仍然是下降信号，输入到3EN端即可进行CC4518的计数，实现了秒十位给分位的进位。（1）译码器可以采用CC4511通过300Ω电阻(采用电阻一般350到1000欧姆)来驱动共阴极显示器，将

7、分和秒的个位、十位分别在七段数码显示器上显示出来。图3：计时与显示电路3.校分电路先引入一个开关方便调控。开关断开时，B点电位为高电位，上面的非门U4B输出“0”，与非门U2A被封锁。而下面的U5A选通，秒十位产生的进位脉冲送到分位计数器的EN端。开关闭合时，B点电位为低电位，下面的U5A输入“0”，则输出“1”被封锁。而上面的非门U4B输出“1”，与非门U2A被选通，输出校分信号，输入到分位计数器的EN端。[12]图4：校分电路4.清零电路引入开关方便调控。开关闭合时，A点为低电位，U7A输出高电位，U7B输出低电位，则3个计数器都能实现清零。开关断开

8、时，个个电位与闭合时相反，正常计数。图5：清零电路[12]5.报时电路根据要求，