电路设计实验报告

电子技术课程设计

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数字电子钟计时系统

一、设计要求

用中、小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟，基本要求如下：

1、采用LED显示累计时间“时”、“分”、“秒”。

2、具有校时功能。

二、设计方案

数字电子钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成，其整体框图为

其中，秒信号发生器为：

由石英晶体发出32768Hz的振荡信号经过分频器，即CD4060——14级串行二进制计数器/分频器和振荡器，输出2Hz

的振荡信号传入D触发器，经过2分频变为秒信号输出。

校时电路为：

当K1开启时，与非门一端为秒信号另一端为高电位，输出即为秒信号秒计数器正常工作，当K1闭合，秒信号输出总为0，实现秒暂停。

当K2/K3开启时，分信号/时信号输入由秒计数器输出信号及高电平决定，所以输出信号即为分信号/时信号，当K2/K3闭合时，秒信号决定分信号/时信号输出，分信号/时信号输出与秒信号频率一致，

以实现分信号/时信号的加速校时。

秒、分计数器——60进制

首先，调节CD4029的使能端，使其为十进制加法计数器。将输入信号脉冲输入第一个

计数器（个位计数器）计十个数之后将，进位输出输给下一个计数器（十位计数器）的进位

输入实现十秒计数。当计数器的Q1，Q2输出均为1时经过与门电路，输出高电平，作为分

脉冲或时脉冲并同时使两计数器置零。

时计数器——24进制

时脉冲

首先，调节CD4029的使能端，使其为十进制加法计数器。将输入信号脉冲输入第一个

计数器（个位计数器）计十个数之后将，进位输出输给下一个计数器（十位计数器）的进位

输入实现十秒计数。当十位计数器Q1和个位计数器Q2输出均为1时经过与门电路，输出

高电平使两计数器置零。

译码显示电路

三、使用元件资料：

元件清单：

集成元件：CC4029×6、74LS47 ×6、CC4011 ×2、CC4081 ×1、CD4060 ×1、CD4013 ×1、LED 共阳显示器×6。

电阻：360W ×6、1M W ×1、10KW ×4

电容：100pf ×2

晶体：32768Hz ×1

集成元件资料：

1、CD4060——14级串行二进制计数器/分频器和振荡器

～Q13——10个输出端

Q

Q13——214分频

Q12——213分频

……

C r——清零端（高电平有效）

2、CD4013—双D主从触发器

3、CD4029——二/十、加/减、可预制的CMOS计数器

4、74LS47 BCD码七段译码器

5、CD4011与非门集成电路

6、CD4081与门集成电路

四、操作过程：

工具：镊子、剪刀、剥线钳、尖嘴钳、表线、工具盒。

总体布局

①公共的电源线（红线）、地线（黑线）（全部连通）。

TTL与CMOS集成电路均采用+5V电源电压供电。

②布局合理：

排线要求工艺：整齐、美观、简洁、可靠。

调试：

①各个击破:

振荡→分频→计数、译码、显示（秒、分、时）→校准

②调试手段：

数字显示器查看结果，万用表测试状态，示波器观察波形。

③常见故障：

接线错误，接触不良，元件损坏。

④查找方法：

观察法：检查接线，发现错误。

测试法：万用表电阻档测试两点之间是否接通；直流电压档

测试电源电压是否加上，输出电平是否正确。

示波器测试各点波形是否正确。

替换法：同种元器件相互替换，以证明是否损坏。

五、注意问题

1、安全

人身安全，仪器安全，元件安全。

避免以下几种情况：电源接反或过大，带电操作，管脚断裂（插、拔方法不得当）。集成元件输出端直接接地、接电源、相并。

2、妥善保管元件、工具

元件损坏，经确认后可以以旧换新。

工具丢失，赔偿原物。

仪器定位，不能带出实验室。

六、故障分析

七、心得体会