电子时钟课程设计--数字电子时钟焊接调试报告

数字电子钟设计报告

数字电子时钟焊接调试报告

一：设计目的

（1）.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；

(2 ).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； （3）.画电路图和pcb封装，学会自己使用软件，自己学会画原理图，和封装图，培养自学能力；

（4）.学会在调试过程中动手操作。

2．设计要求

（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（24小时59分59秒）显示，且有按键校时功能的电子钟；

（2）用中小规模集成电路组成电子钟，自我焊接、组装、调试完成基本的显示进位功能；

（3）画出原理图及PCB封装图，写出设计图原理，总节调试经验，完成实验报告；

3．实验器材

（1）LED数码管（ 6片） （2）CD4060（1片） （3）CD4013（1片） （4）4518（6片） （5）4543（6片） （6）74HC00（1片） （7）74HC14（1片） （8）7805 （1片）

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（9）贴片电阻和贴片电容若干 （10）整流桥（1个） （11）晶振（1个）

4数字电子钟基本原理 （一）主要构成

数字电子钟的逻辑框图如图1-1所示。它由一个CD4060集成芯片构成的一振荡器、LED数码管显示器、分频器、译码器、计数器、和校时器组成。CD4060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。

图1-1

秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为二十四进制。

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（二）计数器电路 1）六十进制计数

如图1-2所示。由分频器来的秒脉冲信号，首先送到进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片CD4518和“与非门”74HC00以及一个施密特触发器74HC14来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

图1-2

2）二十四进制计数

与日常生活中的计时规律相同,实现小时计数。在此实验中，利用异步清零端实现起从23——00的翻转，其中“24”为过渡状态不显示。其中，“时”十位是3进制，“时”个位是十进制。

（三）手动按键校时电路

当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

（四）元器件介绍

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CD4060 如图1-3。

由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成， 振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时， 计数器清零且振荡器使用无效。 所有的计数器位均为主从触发器。

在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。

在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。 图1-3

74HC14 如图1-4

是一款高速CMOS器件，

74HC14引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。 74HC14遵循JEDEC标准no.7A。

74HC14实现了6路施密特触发反相器， 图1-4 可将缓慢变化的输入信号转换成清晰、无抖动的输出信号。

CD4013如图1-5

由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。 每个触发器有独立的数据、置位、复位、

时钟输入和Q及Q输出。此器件可用作移位寄存器， 且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。

在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。 图1-5 置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

CD4518如图1-6

是一个同步加计数器，

在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3

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脚～6脚；{11}脚～{14}脚）。 CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态.否则没办法工作。

图1-6

5.实际结果概述

6个LED等自动跑数，可以实现“秒”，“分”，“时”的自动进位。“秒”和“分”完成逢59之后置零操作。“时”可以完成逢23之后置零操作。两个按键中，第一个按键可以对“时”进行进位校时动能，而对于“分”和“秒”不产生干扰，第二个按键可以对“分”进行进位校时操作，而对“时”和“秒”不产生干扰。

6.调试心得与总结

这次数字电子钟的课程设计，是一次实践意义上的自我反思与总结过程。

换了一次电路板，因为第一次焊接的缘故，把4543引脚焊接错误，本来如果学了如何焊接，应该不会出现这种问题，然后，自己动手去做的时候，却把芯片和板子一块的弄坏了。然后可能还是焊接方面出的问题，然后，几个星期的实验成果是那个新换的板子还是没有得到满意的结果。LED灯无法实现自我进位，然后进制方面，本来是六十进制和二十四进制，结果都变成了一百进制。找到比我高一年级的学长，花了将近两个小时，将芯片的引脚还有一些电阻重新的细化了一下，让后又按着原理图一步步排查错误，结果学长给出的答案是，其中一些芯片可能烧坏了。然后心情极度悲剧！

学到一些焊接的技巧，比如要充分利用松香的妙处，那样有时候可能不会出现铜丝裸露在外的问题。然后要对着原理图一步一步的排错。要细心，然后在初步了解的基础之上，实现对一些知识的深入了解。预料到这个可能会和以后的工作会有很大的联系，然后跟着视频学了一些画原理图的软件，然后在大概一个星期的时间里把pCB和原理图画好了，这个实验让我知道了一个道理：要把理论充分的联系到实际中去，转化为自己的动西。

7.电路图以及PCB图、

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rzhf.html