数字钟实验报告_8.doc

PAGE PAGE 1 南昌大学实验报告 学生姓名： 兰天 学 号： 6100209191 专业班级： 电I095 实验类型：□ 验证 □ 综合 ■ 设计 □ 创新 实验日期： 2010年12月 实验成绩： 数字钟设计 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； 3. 熟悉掌握555定时器和计数器，并利用其设计构成多谐振荡和分频电路 二、实验任务及要求 任务：设计一个24小时制的数字钟，显示时、分、秒，有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到准确时间。 要求：画出电路原理图，元器件及参数选择，PCB文件生成 三、主要实验元件及参数： 名称 型号 数目 数码管 14.2mm共阳高亮 4 电阻 330欧姆 28 电阻 1K欧姆 2 电阻 10K欧姆 1 集成块 74LS47 4 集成块 74LS390 4 集成块 NE555 1 单面覆铜板 15cmX20cm 1 电容 CC103 5 电解电容 0.47uF/25V 1 双刀按钮 2 芯片插座 DIP16 7 芯片插座 DIP14 1 9V电源插座 1 二极管 IN4007 2 单股铜芯线 0.5mm 通用电源 220VAC/9VDV 四、设计原理： 1.数字钟的构成 数字钟是实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。通过附加一个校时电路，可对计数的起始时间进行校准，使其与标准时间一致。下图为数字钟设计原理图： 1）555振荡电路 利用555构成多谐振荡电路提供一个频率为10HZ的方波信号，保证数字钟的走时准确稳定。 2）分频器电路 分频器电路将10HZ的方波信号经芯片LS390进行10分频后得到1HZ的方波信号供秒计数器进行计数，并作为校准电路的基本信号。 3) 时间计数器电路 时间计数器电路由秒、分、时的个位和十位计数构成，秒和分的计数器为60进制计数，而是的计数器为12进制计数。 4) 电源电路 电源电路由参数为220VAC/9VDV的通用电源及滤波电路构成。原理如图： 2数字钟的工作原理 1）555振荡电路 根据 通过计算取R1 R2为100千欧，电容C为0.47μ法拉，可得到输出频率近视为10Hz 2）分频器电路 由于555振荡器输出频率一般难以达到标准频率（1Hz）,故需要分频。在本设计中是10分频 通常实现分频器的电路时计数器电路，因本设计中是10分频，所以利用 LS390芯片进行分频。 因LS390可进行10进制计数，将555振荡产生的方波作为LS390脉冲信号，则可在LS390进位输出上得到被10分频的方波信号即为标准信号。 3）时间计数单元 本设计中计数元件选用的是LS390芯片计数器，分和秒的个位计数输入A,B，分别接标准信号端和自身反馈信号，形成十位的计数脉冲。 秒和分的十位为6进制计数，故需要进行模6处理即将QO Q2作为与非输入，通过与非接到CLR进行置零。 10进制——6进制转换。 时计数单元较为复杂，其个位在十位为0或1时要实现10进制而在十位为2时要实现模4. 原理如图： 3、设计PCB图： 五、总结 1、设计体会： 就实验设计而言，设计较为复杂，飞线也较多，大约有30条，表面不美观。 制作板是花了很多时间，打孔打了两遍，焊接也焊了一天。技术流程不熟练的结果吧。在完成制板焊接后，对数字钟进行调试。 在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。 在连接六进制,十进制,六十进制的进位及二十四进制的接法中,要求很好的熟悉掌握逻辑电路及其芯片各引脚的功能. 同时更为重要的是两个人分工合作，人歇板不歇，我主要负责制板，漂洗，打孔和少量焊接，其实发挥各自能力这才是设计制作成功的根本保证。