南京理工大学电工电子实验报告(多功能数字计时器设计)

1.电路功能设计要求介绍

2.电路原理简介

3. 单元电路设计

3.1 脉冲发生电路

3.2 计时电路

3.3 译码显示电路

3.4 清零电路

3.5 校分电路

3.6 仿电台报时电路

4.总电路图

5.电路调试和改进意见

6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法

7.实验体会

8.附录

8.1 元件清单

8.2 芯片引脚图和功能表

9.参考文献

1.电路功能设计要求

1、设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器,设计要求如下：

1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲（1HZ），为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；

2）设计计时电路：完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显示功能；

3）设计清零电路：具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以对计时器进行手动清零。

4）设计校分电路：在任何时候，拨动校分开关，可进行快速校分。（校分隔秒）

5）设计报时电路：使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）；

6）系统级联。将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。

7）可以增加数字计时器附加功能：定时、动态显示等。

2. 电路原理简介

数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。其原理框图如下：

3. 单元电路设计

3.1 脉冲发生电路

振荡器是数字钟的核心。采用石英晶体构成振荡器电路，产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经过分频器输出标准秒脉冲（1HZ）。

分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲（1HZ）。二是提供功能扩展电路所需驱动脉冲信号（1KHZ、2KHZ）。采用晶体的固有频率为32768HZ=215HZ。

3 CC4060、74LS7

4 电路图如下所示：

Q 14

Q 5

Q 42

3.2 计时电路

CC4518（分位、秒个位）、74LS161（秒十位）

“o”“0”

“1”

“0”

3.3 译码显示电路

译码器 CC4511 显示器 共阴LED 七段字型数码管

3.4 清零电路

3.5 校分电路

3.6 仿电台报时电路

4.总电路图

2

Q4 Q5 Q14

5.电路调试和改进意见

先接显示电路，显示电路接完，接入电源，当三个数码管都能正常显示8的时候说明接入正确。然后接显示电路，接入显示电路后，在电路中加入外接脉冲，每个位数都能正常计数，秒个位和分个位分别从0到9，秒十位是接在16进制芯片上，应显示0到E，但A到

5

E数码管不能显示，只有当进位电路接入之后，成为6进制电路，能显示0到5的数字。下面接脉冲发生电路，电路接入之后，无需外加脉冲，电路能自动计数。再接清零电路，当清零电路启动时，电路能自动清零。再接校分电路，接入后能控制分个位从0到9。最后接报时电路，电路接入后，启动能在规定的时间点上报时。

6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法

当计时电路接完之后，接入电源和脉冲，电路不能正确计时。检查后发现芯片的使能端没有接完整，经过查功能表，将使能端接入电路之后，电路能正常工作。

7.实验体会

初次做这个实验，我和搭档手足无措，一点头绪也没有，但是在老师的提示下按照原理图依次安装了显示器，译码器及计数器，并认真考虑了布线问题，接好了线，面包板上初步具有了模型。有了好的开始接下来就很顺利了，我们把原理图和各个部件的功能表弄懂记住，每天都按步骤做完了当天的任务，遇到问题时及时向同学和老师求助，最终用了三天时间很顺当的完成了实验。

本次试验使我将学到的书本知识应用于实践，加深了我对知识的理解，培养了我的动手能力，学会了与搭档共同讨论解决遇到的问题，分享问题被解决、实验完成的喜悦！

8.附录

8.2 芯片引脚图和功能表

1）四位二进制计数器74LS161 引脚图

7 U2

741LS61

C r

C P

A

B

C

D

S 0

G N D

~L D S 1

Q d

Q c

Q b

Q a

Q c c

V c c

引脚图

U3CD4518

1C P

1E N

1Q a

1Q b

1

Q c

1Q d

1C r

V s s

2C P 2E N

2Q a

2Q b

2Q c

2Q d

2C r

V d d

引脚图

U4

CD4511

B

C

~L I

~B I

L E

D

A

V s s

e 1d 1

c 1

b 1

a 1

g 1

f 1

V d d

码

1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 4

1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 5

1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 6

1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7

1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8

1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 9 4）与非门74LS00

引脚图

功能表

A B Y=非（AB）

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

5）与门

引脚图

功能表

A B Y=AB

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

6）非门74LS04

引脚图