电子数字计时器的制作

电子数字计时器的制作
1、电路的选择：
2002型石英数字钟，具有电路简洁，代表性好，实用性强等优点，在数字钟的制作中，我们采用了传统的PCMS大规模集成电路为核心，配上LED发光显示屏，用石英晶体做稳频元件，准确又方便。

数字钟专用集成块如下：
a. 译码/驱动电路：LM8361，M8560，LM8569，TMS3450NL，MM5457，MM5459集成电路，因为它在所有型号中静态功耗最低。

其管脚图见图（12）
b. 分频器: 我们可选用CD4541，CD4060，本次实习采用了CD4060。

c.反相器: 我们选用了CD4069（内含有六个反相器）。

2、集成电路的基本功能
（1）CD4541：它是一个可编程分频器，它为十六级二分频器。

当脉冲源产生的脉冲信号后，一般其频率较高，这样就需分频，把高频脉冲变换成适合于计时的低频脉冲信号，得到50HZ的信号。

CD4541内还有计数器的功能，见图（10）-a。

CD4060：它是一个十四级二分频器，它所产生的信号频率为30720HZ，经九级两二分频后，得到一个60HZ的脉冲信号，见图（10）-b。

（2）CD4069反相器: F1—F6六个反相器，通过外接电路去控制各电路的工作状态，管脚见图（11）。

（3）MM5459: 它是集译码/驱动电路为一体，它是60HZ时基24小时专用集成电路。

1-4，6-12，22十三个端子是显示笔划输出的，1脚是四个笔划，其余每脚输出二个笔划，16脚为正电源，5脚为负电源，20脚睡眠输出是直流信号，由17脚动和关闭，由13脚调整至需要值，最大值59分钟倒计时。

17脚是内部振荡器RC 输入端，该振荡信号一是作为外部时基的备用，二是13闹输出的信号源。

在我们选用的这套套件没有用20脚的睡眠功能。

19脚为时基信号输入脚。

14、15、18脚是操作控制端，若接高低电平各有不同的功能。

值得注意的是所有的输出端均为低电平有效。

3
、电路原理：见图原理方框图（13）
变压器将交流220V电压，变为双7.5V交流低电压，经全波整流后路经D4供显示屏驱动电路，而另一路经滤波后供主电路。

由于时钟需要脉冲源，我们选用了JT，R1，C3和CD4060内部的两个反相器组成的晶体振荡器，目的是为了提脉冲源的稳定度，而脉冲源产生的波形不是规则的矩形波，因此，需经整形器整形后，送到下一级，由于脉冲信号源的频率较高，经CD4060九级分频及计数后变换低频脉冲信号。

由13脚得到60HZ的脉冲信号一路送入MM5459的19脚，另一路去控制由F4，Q2，Q3组成的显示屏驱动电路。

由于F4的倒相作用，使Q2，Q3和时基信号交替导通，形成间歇点亮显示屏，使它工作在正常状态。

当60HZ的信号从MM5459的19脚进入后，由控制电路各部分电路的正常工作经译码与驱动电路去控制显示屏各个应亮的端。

图（12）
F1，F2，F3，R2，R8，C5，K1组成了一个“电子自锁式开关”，每控一次K1，F2的输出状态会改变，一路去控制MM5459的18脚，另一路去驱动显示屏右下点的发光二极管以指示该功能的工作状态。

“亮”表示“闹钟时间已设置”，“灭”表示“闹设置取消”。

R7，Q1，FMQ组成闹输出放大电路，控制信号由MM5459的13脚输出。

当响闹时，按下K5可使闹暂停并延时九分钟再闹，还可多次使用报时延时，响闹总时长59分钟。

由于MM5459无秒信号输出，故用F5，F6，R3，R4，C4组成秒信号发生器，经Q4去驱动显示屏中间的“冒号”闪动。

电路中各开关的功能：
K1：调闹钟开关；
K2：调钟/秒置零；
K3：调闹时钟显示；
K4：慢调时；
K5：快调时/暂停/显示。

电路中，R10（1K）的作用，是防止开关操作工作时，正负电源短路。

R13，R27，R9为限流电阻，它们决定显示亮度。

4、电路的装配及调试
（1）同学们需按电路的原理图，绘制出接线图。

（2）清点元器件总数。

（3）用“万用表”测试元器件质量的好坏。

（4）把元器件按接线图焊接在印制电路板上。

（5）装配完后，按电路原理测试各点的工作电压，以判断其工作是否正常。

（6）因为该电路采用了大规模集成电路无需调工作点，所以只需调相应的开关来查看电子数字计时器的显示情况。

5、故障分析及排除
当所有的元器件装完后，若发现显示异常，要学会依电路原理准确地判断故障的问题所在，并将其排除。

6、总结
（1）写出课程设计及制作报告。

a.要求结合电路原理，分析电路及电路故障。

b.结合实习，谈谈素质教育对你的影响。

c.谈谈实习对今后工作的影响，以及今后的打算。

（2）准备答辨。

附录一、电路原理总图
附录二、LED显示屏电路原理图附录三、电路板印制电路图。