数字电子钟实验报告

咸阳师范学院物理与电子工程学院

课程设计报告

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目录

第一章概述 3

第二章数字电子钟的电路原理 4 第三章电路调试与制作11

第四章总结与体会12

第五章附录13

第一章概述

数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

虽然市场上已有现成的数字集成电路芯片出售，价格便宜，使用方便，这里所制作的数字电子可以随意设置时，分的输出，是数字电子中具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

课程设计目的

（1）加强对电子制作的认识，充分掌握和理解设计个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的焊接与调试等多项知识。

（2）把理论知识与实践相结合，充分发挥个人与团队协作能力，并在实践中锻炼。

（3）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。

（4）提高实践动手能力。

第二章数字电子钟的电路原理

数字电子钟的设计与制作主要包括：数码显示电路、计数器与校时电路、时基电路和闹铃报时电路四个部分。

1．数码显示电路

译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。显示器件选用FTTL-655SB双阴极显示屏组。在计数电路输出信号的驱动下，显示出清晰的数字符号。

2．计数器电路

LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。

3．校时电路

数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，时基电路的误差会累积；又因外部环境对电路的影响，设计产品会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。通过手动调节按键，达到校准的目的。

4．定时报警电路

当调好定时间后并按下开关K1（白色键），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。

芯片资料

LM8560是一种大规模时钟集成电路它与双阴极显示屏组可以制成数字钟钟控电路。作为时钟，它准确醒目；作为控制开关，它动作无误；在1小时59分钟或59分钟内，能任意暂停，使用十分方便。

仔细观察从0-9的每个数字并比较图1所示的笔段。内部电路参看图2, LM8560各脚功能，参看图3。

内部电路参看图2：

图2-6 第1-14脚全部是笔段输出。第15脚是Vss引出端，接正电压。第20脚是VDD 引出端，接负电压。第28脚为12小时制显示和24小时制显示选择端。采用24小时制显示，该脚应接于Vss，采用12小时制显示可悬空。本电路设计为看出每个数字实际是7段字划组成的图形中不同笔段的组合，每段笔划用一只发光二极管代替，分别用a,b,c,d,e,f,g表示。如果每段笔划中的发光二极管按一定规律发光时，就组成了一定的数字如b,c两段发光，则组成“1',a,b,c,d,g发光，则组成“3”,7划全发光，则组成数字“8",

把各段笔划上的发光二极管的阴极连于一点的光屏，叫单阴极显示屏;把各段笔划上的发光二极管的阴极按一定规律连在两点，这样的显示屏叫双阴极显示屏工LM8560采用双动态驱动电路，配用的显示屏是双阴极3专位LED数字显示屏。交流电经全波整流，加到双阴极显示屏上，每组字段就会交替导通发光，由于人们的视觉惯性，看到笔段上的划线是连续发光的，这样设计数字电路中的笔画就可以减少一半，简化了电路，降低了成本，双阴极显示屏笔段上的笔划是连续发光的。

这样设计, 数字电路中的笔段 12小时制显示，故第28脚悬空。第26脚为50HZ 和60HZ选择，它通过第27脚为时钟电路提供了基准频率。若采用50Hz基准颇率，

第26脚应接VSS, 50Hz信号由市电降压滤波整形后由第25脚引入。第27脚是RC 输入端，当停电后，备用电源自动启用，由内部震荡提供基准频率，振荡频率为1/2πRC。第27脚外接RC，决定了内部振荡频率的准确性。停电后，除显示屏不显示之外，其它各功能均能保留。

第21脚为分位调整引出脚，第22脚为时位调整引出脚，分别用按钮联于Vss,这两个脚接通Vss分位、时位分别以每秒递增1的速度递进。这两个脚可以用来校时和预置报警时间及睡眠时间。

第19脚为报警显示输入端，第23脚为睡眠显示输入端。分别把这两脚接到Vss，可分别显示报警时间和睡眠时间，配合第21脚和第22脚的时间调整功能，可任意设定报警时间和睡眠时间，当实际时间和预置时间一致时，可从第16脚输出一个5mA的报警信号，驱动压电片发出报替声音，或整流滤波后驱动继电器控制其它电器工作。当睡眠时间逐分递减到零时，第17脚输出的睡眠输出电压跳到零，也可控制其它电器工作。这是数字钟最重要的用途。在1小时59分钟的报警时间内，如果第24脚接到Vss，可以有9分钟的报警暂停时间在1小时59分钟内，可任意启用报警暂停功能。

由于时钟电路为长时间运行电路，要求变压器功率不小于3W,质量较好的不易发热。所有整流二极管要求反向漏电要求，可用1N4001或其它同类二极管。

CD4060资料

CD4060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。

CD4060管脚图

图2-1