电工电子综合实验Z

电工电子综合实验II

——电子计时器电路设计

学院：电光学院

专业: 电子信息工程

姓名:

学号:

指导老师：

2015年09月

一．实验内容及要求

（1）实验内容

1. 应用CD4511BCD码译码器﹑LED双字共阴显示器﹑300Ω限流电阻设计﹑安装调试四位BCD译码显示电路实现译码显示功能。

2. 应用NE555时基电路、3KΩ、1KΩ电阻、0·047UF电容和CD4040计

数分频器设计，安装，调试秒脉冲发生器电路（输出四种矩形波频率f1=1HZ f2=2HZ f3≈500Hz f4≈1000Hz）。

3. 应用CD4518BCD码计数器、门电路，设计、安装、实现00′00″---59′

59″时钟加法计数器电路。

4. 应用门电路，触发器电路设计，安装，调试校分电路且实现校分时停秒

功能（校分时F2=2Hz）。设计安装任意时刻清零电路。

5. 应用门电路设计、安装、调试报时电路59′53″，59′55″，59′57″

低声报时（频率f3≈500Hz）,59′59″高声报时（频率f4≈1000Hz）。

整点报时电路。

H=59′53″·f3+59′55″·f3+59′57″·f3+59′59″·f4

6.联接试验内容1.—5.各项功能电路，实现电子计时器整点计时﹑报时、

校分、清零电路功能。

（2）实验要求

设计正确、布局合理、排线整齐、功能齐全。

二．器件引脚图及功能表

1．C D4511

CD4511引脚图

CD4511 逻辑功能表2、共阴双字显示器

共阴双字显示器引脚图

共阴极双字屏逻辑功能表3、NE555

NE555引脚图

(引脚4 )

NE555功能表

4、CD4040

CD4040引脚图5、CD4518

CD4518引脚图

CD4518 功能表

6、74LS00

74LS00引脚图

74LS00功能表7、74LS20

74LS20引脚图

74LS20功能表8、74LS21

74LS21引脚图

74LS21功能表

9、74LS74

74LS74引脚图

74LS74功能表

三．电子计时电路器逻辑图（电子打印稿）

四．电子计时器电路引脚接线图

五．各单元原理图及设计过程

1.BCD码译码显示电路

BCD码译码显示电路使用CD4511及共阴双字显示器实现。

CD4511是一种8421BCD码向8段数码管各引脚码的译码器。

当在其四个输入端输入8421BCD码时，其7个输出端可直接输出供7段数码管使用的信号。

根据功能表可知，当0

BI

=LE

LT时,其7个输出端分别输

,1=

,1

=

出一定的信号。只需将这些信号接入8段数码管相对应的引脚即可使其显示我们所需要的数字。然而实际上我们需要在每个CD4511的输出端和数码管相应的输入端之间接入一个阻值为300Ω的吧保护电阻，以防电流过大使数码管烧毁.

显示逻辑电路

图中每个CD4511下侧四个输入端分别连接CD4518的4个输出端。这样8段数码管就可以正常显示计数器所记载的数字编码了。由于电路的显示部分不会出现小数，故4,9端（即上图<显示逻辑电路>中的H脚）数码管的小数点引脚悬空。

试灯步骤：将每个CD4511上侧9—15管脚链接共阴双字显示

器，下侧的3管脚接地，观察每个显示器是否显示出8，若不显示，观察七段中不显示的一段，找出对应的管脚和电阻进行调整。

2.脉冲发生器电路

脉冲发生电路为计时电路提供数据脉冲，本实验运用NE555器件构成一自激多谐振荡器。将NE555 输出频率接入有CD4040所构成的分频电路中，其输出Q12=1H Z作为秒针的输入脉冲，Q11=2H Z作为校分电路的输入脉冲，Q3、Q2分别为报时电路的输入脉冲。

脉冲发生电路

3.六-十进制计数器电路（分位、秒位）

用CD4518和门电路实现六-十进制计数，有两种接入方式：（1）清零端输入1，EN=1且CP端输入时钟信号；（2）EN 端输入时钟信号且CP=0时计数器进行计数。为了减少由于延时

而产生的误差，采用直接进位时钟由EN端输入的接入方式。

因为输出端Q D Q C Q B Q A （即下图<计时电路>中的DCBA）是从0000到1001的循环，所以当使用其作为分和秒的个位进行计数时不需对其进行反馈清零；而用其进行分和秒的十位计数时，由于CD4518是异步清零，需要在 Q C Q B =11时对其进行清零。

输入信号

清零信号

分计时器秒计时器

计时电路

4.整点报时电路

电路具有如下要求，蜂鸣器要能够在59分53秒、55秒、57秒发出低音（频率f3≈500Hz），而在59分59秒发出高音（频率f4≈1000Hz）。

根据要求,得到下表:

经化简,可得:

其中f3≈500Hz，f4≈1000Hz。

74LS21的输出端接蜂鸣器。

D

3Qd3Qa2Qc2Qa1Qa

报时电路

5.校分电路（防抖动)

运用74LS74芯片与门电路实现。校分时，秒针停止计数，分针以2H Z的频率计数。校分电路中输出端直接与分计时器的个位EN端相连接。正常计时状态下，开关连接高电平，此时右边的Q 端输出高电平，总输出端的信号与秒的十位的进位信号相同。当开关连接低电平时，Q端输出低电平，总输出端输出信号为2Hz的时钟信号；而秒计时器的个位CP端为1，状态保持不变，即秒计时器不工作。

防抖动电路：由于D触发器的输出端只在时钟的上升沿变化，而其他时刻保持上一次的电平不变，故可以在校分电路用其构成防抖动电路，避免不稳定信号造成的干扰。