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1、数字电路电子钟设计实验报告 数字电路电子钟设计实验报告 目录 1实验目的 2实验题目描述和要求 3设计报告内容 3.1实验名称 3.2实验目的 3.3实验器材及主要器件 3.4数字电子钟基本原理 3.5数字电子钟制作与调试 3.6数字电子钟电路图 3.7数字电子钟的组装与调试 4实验结论 5实验心得 1实验目的 掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法； 进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力； 提高电路布局布线及检查和排除故障的能力； 培养书写综合实验报告的能力。 2实验题目描述和要求 （1）数字电子钟基本功能 数字电子钟是一个大众化
2、产品，一般来讲应具有以下基本功能。 能进行小时、分、秒显示。 能进行小时、分、秒设置。 能实现整点报时。 能通过设置，实现任意时间报时。 （2）数字电子钟基本性能 一个实用的数字电子钟应满足三个“度”：精度、亮度和响度。 精度是指显示的时间必须准确。 亮度是指显示的时间必须让人看得清楚。 响度是指报时的声音必须清脆有力。 （3）数字电子钟用于教学设计时必须考虑的因素 从教学角度来看，数字电子钟的设计应考虑以下几点。 数字电路可由多种不同方案实现，在方案比较时应着重考虑所选 用的方案在设计时能否把数字电路包含的主要知识全部囊括进去。 应把数字电子钟分解成若干个模块，并在印制电路板设计时把各 模块
3、固定在不同的区域。 应确保大多数学生能在规定时间内完成制作与调试。 数字电子钟印制电路板（PCB）设计时除留下足够的训练内容让学 生完成外，应设计一标准印制电路板设计示范区。 （4）本教材设计的数字电子钟总体方案 根据以上分析，本教材把数字电子钟分解为信号电路、显示电路、计时电路、校时电路和报时电路五个功能相对独立的模块（如图8-1 所示），采用如图8-2所示的设计方案，并按要求实施时参照一下规定进行。 各模块的制作、调试按显示电路、信号电路、计时电路、校时电 路和报时电路的顺序进行。 计时电路中的小时计数器为24进制或12进制。 校时电路设计为校时信号统一从计时电路的秒输入端输入，这样 可确
4、保相对独立。基本思路是：校时时首先终止正常的计时，然后将频率较高的方波信号加到秒计数器输入端，校时结束后，再转入正常计时状态。 为了确保数字电子钟走时准确，信号电路应用石英晶体振荡器产 生基准频率。 整点报时设计为每到整点时发出相同的警报声（九高一低，每秒 响一下，整点结束），这样电路相对简单。 3设计报告内容 3.1实验名称 数字电子钟 3.2实验目的 掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法；熟悉集成电路的使用方法。 3.3实验器材及主要器材 （1）4518（ 2片） （2）4511（6片） （3）74LS2O（2片） （4）LED数码显示器（6片） （5）电阻、电容、导线等（若干） （6）与
5、非门7个、与门9个、同或门16个、同或门16个 3.4数字电子钟基本原理 数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。 3.5数字电子钟制作与调试 （1显示电路的制作与调试 显示电路的输入信号来自于计时电路小时、分、秒计数器，没有信号输出，电路的输出就是显示的时、分、秒。显然，显示电路的任务就是把计时电路输出的时、分、秒信号用合适的显示方式显示出来。 （2信号电路的制作与调试 信号电路的任务有三：一是为了计时电路提供秒基准信号；二是为校时电路提供校时频率信号；三是为报时电路提供报时所需的高、低音音频信号及报时时间间隔控制频率信号。因此，信号电路的设计首先应确定信号电路都需要提供哪些频率的信号。 为了输出1Hz、2Hz、60Hz、3600Hz和两个在2020000Hz之间的高、低音音频信号，信号电路必须具有振荡电路和分频电路两个功能。 石英晶体振荡器的选择 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768z的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 信号电路设计原理图