南京理工大学电工电子实验报告多功能数字计时器设计文档格式.docx
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8.2芯片引脚图和功能表
9.参考文献
1.电路功能设计要求
1、设计制作一个0分00秒~9分59秒的多功能计时器,设计要求如下:
1)设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲(1HZ),为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号(1KHZ、2KHZ);
2)设计计时电路:
完成0分00秒~9分59秒的计时、译码、显示功能;
3)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,可以对计时器进行手动清零。
4)设计校分电路:
在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分。
(校分隔秒)
5)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);
6)系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
7)可以增加数字计时器附加功能:
定时、动态显示等。
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:
3.1脉冲发生电路
振荡器是数字钟的核心。
采用石英晶体构成振荡器电路,产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经过分频器输出标准秒脉冲(1HZ)。
分频器的功能主要有两个:
一是产生标准秒脉冲(1HZ)。
二是提供功能扩展电路所需驱动脉冲信号(1KHZ、2KHZ)。
采用晶体的固有频率为32768HZ=215HZ。
CC4060、74LS74
电路图如下所示:
3.2计时电路
CC4518(分位、秒个位)、74LS161(秒十位)
3.3译码显示电路
译码器CC4511显示器共阴LED七段字型数码管
3.4清零电路
3.5校分电路
3.6仿电台报时电路
4.总电路图
5.电路调试和改进意见
先接显示电路,显示电路接完,接入电源,当三个数码管都能正常显示8的时候说明接入正确。
然后接显示电路,接入显示电路后,在电路中加入外接脉冲,每个位数都能正常计数,秒个位和分个位分别从0到9,秒十位是接在16进制芯片上,应显示0到E,但A到E数码管不能显示,只有当进位电路接入之后,成为6进制电路,能显示0到5的数字。
下面接脉冲发生电路,电路接入之后,无需外加脉冲,电路能自动计数。
再接清零电路,当清零电路启动时,电路能自动清零。
再接校分电路,接入后能控制分个位从0到9。
最后接报时电路,电路接入后,启动能在规定的时间点上报时。
6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法
当计时电路接完之后,接入电源和脉冲,电路不能正确计时。
检查后发现芯片的使能端没有接完整,经过查功能表,将使能端接入电路之后,电路能正常工作。
7.实验体会
初次做这个实验,我和搭档手足无措,一点头绪也没有,但是在老师的提示下按照原理图依次安装了显示器,译码器及计数器,并认真考虑了布线问题,接好了线,面包板上初步具有了模型。
有了好的开始接下来就很顺利了,我们把原理图和各个部件的功能表弄懂记住,每天都按步骤做完了当天的任务,遇到问题时及时向同学和老师求助,最终用了三天时间很顺当的完成了实验。
本次试验使我将学到的书本知识应用于实践,加深了我对知识的理解,培养了我的动手能力,学会了与搭档共同讨论解决遇到的问题,分享问题被解决、实验完成的喜悦!
8.1元件清单
名称
型号
数量
二入与非门
74LS00
1个
D触发器
74LS74
四入与门
74LS21
2个
或门
74LS32
四位二进制计数器
74LS161
BCD码计数器
CD4518
分频器
CD4060
译码器(驱动共阴)
CD4511
3个
非门
74LS04
电容
10pF
20pF
电阻
1K1/8w
15个
10K1/8w
22M1/8w
晶振
32768Hz
蜂鸣器
数码管
共阴极(5V)
直流稳压电源
WYS0-30V/2A*2
1台
剥线钳
尖嘴钳
万用表
导线
若干
8.2芯片引脚图和功能表
1)四位二进制计数器74LS161引脚图
功能表
输入
输出
CP
D
C
B
A
清零
X
送数
↑
1
d
c
b
a
0-1
2)双四位同步BCD码加法计数器CD4518
引脚图
输入
输出
Cr
EN
计数
BCD码加法计数
保持
↓
3)译码器CD4511
LE
g
f
e
字符
测灯
0
8
灭零
消隐
锁存
显示LE=0→1时数据
译
码
2
3
4
5
6
7
9
4)与非门74LS00
Y=非(AB)
5)与门74LS21
Y=AB
6)非门74LS04
Y=非A
7)或门74LS32
Y=A+B
[1]马鑫金编.电子技术实验指导书.南京:
南京理工大学,2006年
[2]蒋立平编著.数字电路.南京:
南京理工大学翻印
[3]李银华等编著.电子线路设计指导.北京:
北京航空航天大学出版社,2005年
[4]王建新,姜萍编著.电子线路实践教程.北京:
科学出版社,2003年
[5]王俊峰,安家文,吕宽州等编著.电工与电子技术实验教程,2006年
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