数字钟课程设计实验报告

《电子技术课程设计报告》

教学院：电气与电子信息工程学院

专业班级： xx级电子信息工程（x）班

学号： xxxxxxxxxxxx

学生：坏水

指导教师： xxxxxxxxxxxx

时间： 2011.10.10~10.23

地点：电子技术实验室

课程设计成绩评定表

电子技术课程设计任务书

2011～2012学年第一学期

学生：坏水专业班级： xx电信本x班

指导教师： xxxxxxxxx 工作部门：电气与电子信息工程学院

一、课程设计题目：多功能数字钟电路的设计/直流稳压电源的设计

二、课程设计容（含技术指标）：

①拟定多功能数字钟和直流稳压电源的组成框图，要求实现电路的基本功能，

使用的器件少，成本低；

②画出数字钟和直流稳压电源的主体电路逻辑图；

③测试多功能数字钟的逻辑功能，同时满足基本功能与扩展功能的要求；

④设计并安装各单元电路，要求布线整齐、美观，便于级联与调试；

三、进度安排

四、基本要求

1.基本功能：要求设计出+5V的直流稳压电源。数字钟要求以数字形式显示时、分、秒的时间。小时计数器的计时要求为“12翻1”，要求具有手动校时功能。

2.扩展功能：定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时，自动报整点时数或触摸报整点时数（主要体现在理论知识上进行电路设计）。

(一）实训题目:直流稳压电源和多功能数字钟。

(二）实训目的:

1、巩固和加深学生对模拟电子技术，数字逻辑电路等课程基本知识的理解，综

合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个实际课题。

2、根据课程需要，通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问

题的能力。

3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选用元气件，通过电路组装，

调试和检测环节，掌握电路的分析方法和设计方法。

4、熟用常用电子元气件的类型和特性，并掌握合理选用原则。

5、掌握电路图、PCB图的设计方法，学会电路的安装与调试。

6、掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会电路整机指标的测试方法。（三）实训要求

1、数字钟的功能要求：准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间，小时时

要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位，要有校正时间电路。

2、直流稳压电源的功能要求：输入220V交流电压，输出+5V直流电压。

一、整体方案原理框图

1、直流稳压电源

直流稳压电源主要包括4个部分，电源变压器，整流电路，滤波器，稳压电路。

2、数字钟

设计框图

由上图的总体结构图可知，该设计大概可以分部分：秒脉冲产生部分、计数部分、显示部分、校时部分。在秒脉冲产生部分中，可以用振荡器或者555定时器予以实现，为了保证准确性，优先选用振荡器，但是由于个人技术问题，我们选用了555定时器来产生秒脉冲；在计数电路中，我们采用CD4518计数器，4518为双BCD 同步加法计数器。在显示部分，我们采用CD4511芯片结合数码管来实现。最后的校时部分用四2输入与非门的CD4011芯片结合瓷片电容来完成。

二、单元电路设计 1、直流稳压电源的设计

2、秒脉冲信号的设计

“秒脉冲信号发生器”的设计原理图

振荡器是数字钟的核心部分。振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定，但是由于某种原因，本实验采用555定时器。其中要求R1为168K、 R2为68K的电阻， C1为4.7μF、

C2为0.01μF的电容，Vcc为+5V电源,GND接地。

振荡器是数字钟的核心部分。振荡器的稳定性及频率的精确度决定了数字钟

计时的准确程度，一般来说555产生出来的秒脉冲不太稳定，但是由于某种原因，本实验采用555定时器。其中要求R1为168K、 R2为68K的电阻 C1为4.7μF、C2为0.01μF的电容，Vcc为+5V电源,GND接地。

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置0，使输出为 0 电平。

3、时钟电路的设计

（一）秒计数、译码/驱动及显示部分的设计

众所周知，秒、分、时分别为六十、六十、二十四进制(十二进制亦可)计数器那么“秒”和“分”计数器用两块十进制计数器级连来实现，它们的个位为十进制，十位为六进制，这样，符合人们通常计秒数的习惯。“时”计数也用两个十进制集成块，只是做成二十四进制，上述计数器均可用反馈清零法来实现。

秒计数采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现，将“秒”信号送入“秒”计数器，秒计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分”脉冲信号，该信号将作为“分”计数器的时钟脉冲，进位脉冲最终用CD4081的一个与门来实现。而CD4511芯片具有锁存\译码\驱动的功能，可以外接电阻驱动七段口LED数码管显示出来，以下即为秒计数器的设计原理图。

见附图中图①部分

（二）分计数、译码/驱动及显示部分的设计

分计数和秒计数的原理差不多，也是采用两个数码管、两个CD4511和一个CD4518来实现，将“秒”计数器的进位脉冲送入“分”计数器，每累计60分发出一个“时”脉冲信号，该信号将作为“时”计数器的时钟脉冲，进位脉冲最终用CD4081的又一个与门来实现，同样是采用CD4511来驱动七位LED数码管