数字钟实验报告.docx

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1、教李钟设计实检报告实习内容：认识实习（社会调查）教学实习（口生产口临床口劳动）毕业实习实习形式：口集中口分散学生姓名：彭云学号：6100209071专业班级：信息工程学院电气信息I类092班实习单位：南昌大学实习时间：2010.1120ILl2011年1月日目录一、实验目的2二、实验任务及要求2三、主要工具及附加材料：3四、设计原理3五、电路工作原理：4六、实验总结9七、实验感悟10一、实验目的1 .了解数字钟的组成及工作原理；2 .熟练掌握组合逻辑电路以及时序电路的使用，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法，熟用常用电子元气件的类型和特性，并掌握合理选用原那么；3 .熟悉掌握555定时器和计数器，

2、并利用其设计构成多谐振荡和分频电路4 .熟悉protel软件的操作，学会用protel软件制作电路图，和PCB板。二、实验任务及要求1.任务：要求利用单层板设计一个二十四小时制的数字钟，自行制板，能够显示时、分、秒；具有校时功能，并且能分别对时、分进行校时使其到达标准；2.要求：画出电路原理图；自行选择元器件到达最优化；PCB文件生成与打印输出；自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。主要实验元件及参数：CommentDescriptionDesignatorFootprintLibRefQuantityCapCapacitorC1,C2RAD-0.3Cap2DpyBIue-CC14.2mmG

3、eneralPurposeBlue7-SegmentDisplay:CC1RHDP.GraySurfaceDS1,DS2,DS3,DS41DS5,DS6HDpyBIue-CC6NE555NGeneral-PurposeSingleBipolarTimerJ1DIP8NE555N1SW-PBK1,K2BUTTONSW-PB2Power9VP1POWER9VPower9V1Res2ResistorR1,R2,RAO,RA1,RA2,RA3,RA4,RA5,RA61RBO1RB11RB2,RB3,RB4,RB5,RB6,RCO1RC1,RC2,RC3,RC4,RC5,RC6,RDO1RD1,RD2,

4、RD3,RD4,RD5,RD6,REO,RE1,RE2,RE3,RE4,RE5,RE6,RFO1RF1,RF21RF3,RF4,RF5,RF6AIAL-0.4Res244SWDPDTSwitchS1DPDT-6SWDPDT1SN74LS160ANBCDDecadeCounterU1,U2,U3,U4,U5,U6648-08SN74LS160AN6SN74LS00NQuadruple2-lnputPositive-NANDGateU11,U22N014SN74LS00N2SN74LS48NBCD-Io-Seven-SegmentDecoderZDriverW1.W2,W3,W4.W5,W6N01

5、6DSN74LS48N6三、主要工具及附加材料：电烙铁、烙铁架、焊锡丝、松香、导线、绝缘胶布、透明胶带、镶子、钳子、数字万用表、吸锡器、剥线钳、一字起子一套等等。四、设计原理利用161或160芯片的计数功能,配合逻辑门电路可以实现数字钟的时分秒的计数时为二十四进制，分、秒都为六十进制，可以利用CP信号手动给时、分、秒校准。五、电路工作原理:数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一

6、个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h的累计。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。电路图如下所示：秒脉冲信号发生器秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心局部，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器产生秒脉冲信号（可配合分频器使用，分频器功能主要有两个，一是产生标准脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号）。振荡器通常用

7、555定时器与RC构成的多谐振荡器,经过调整输出IHZ脉冲。其电路图如下:Res2 47KGND秒、分、时计时器电路秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为24进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS160构成。60进制计数器：由74LS160构成的60进制计数器，将一片74LS160设计成10进制加法计数器，另一片设置6进制加法计数器。两片74LS160按反应置数串接而成。秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身置数外，同时还作为分计数器的输入脉冲CP1。下列图电路即可作为秒计数器，也可作为分计数器。24进制计数器由74LS160构成的二十进制计数器，将一片74LS1

8、60设计成4进制加法计数器,另一片设置2进制加法计数器。即个位计数状态为QdQcQbQa=OlOO十位计数状态为QdQCQbQa=OolO时，要求计数器归零。通过把个位Qc、十位Qb相与后的信号送到个位、十位计数器的清零端，使计数器清零，从而译码电路的功能是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用与驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48o74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。假设将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译吗管的输入端，便可以进行不同数字的显示。在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电If

9、io1 I8 y1 1壬“心校时电路校时电路是数字钟不可缺少的局部，每当数字钟与实际时间不符时，需要根据标准时间进行校时。Kl、K2分别是分校正、时校正开关。不校正时，Kl、K2分别打到1和4o当校正分位时，Kl拨到2,K2拨到5o其电路图如下图:电源电路电源电路由参数为220VAC/9VDV的通用电源构成。原理如图:詈.，30-110iIvcc。I1GNDPower9V生成PCB板图:Ml睡帆螂顺xhu -uo u -2MU4KAYnTV豳六、实验总结整个实验需要对数字电路知识的了解做为根底，然后学会设计电路，还需要学会应用软件绘图。但这些都只是理论的东西，还需要进行实物的制作。这就是理论与

10、实践的结合。虽然有第一次金工实训做为根底，但这次实验明显比上次一难，但却很有意思。团队的合作表达得尤为重要。由于我们有足够的耐心，在热转印、钻孔等过程中效果令人满意。但由于在焊接时的不小心导致多处短路，虽然在以前的金工实习中曾经接触过电烙铁，但由于电烙铁的选择不当导致焊接的不完美，这也是导致最后只亮三个数码管的直接原因。七、实验感悟通过本次实验对数字电路这门课程有了更深入的了解，将其运用到了实际中来，明白了学习数字电路的意义，也到达了其培养的目的。在实验中，我也遇到了很多挫折，也曾一度想要放弃，不过我都和同伴一一克服了，大家齐心协力解决了问题，使我明白了和他人共同合作的重要性。在以后的道路上我们也必须深刻认识到团队合作的精神，投入今后的开展之中。从绘制PCB图到真正制板，也是从理论走向实践的一个过程。内孔外孔要求有多大，为了时间的准确性，用置数还是清零也有要求，钻孔、焊接无一不锻炼着我们的耐心，不过我们都坚持了下来。但是数字钟做得还是不够理想。我们这对我们是一个提醒，不仅要学会、学扎实书本知识，还应该锻炼自己的动手能力！附图: