直流稳压电源和数字钟的设计

Y angtze University College of Arts and Science 学生实习手册

（课程设计报告）

系部：机电系

专业：电子信息工程

班级：电信5121 姓名：朱红

学号： 201240827 课程名称：电子技术综合设计

指导教师：万正兵

实习时间：2014年6月15日至2014年6月25日

目录

一、直流稳压电源 (1)

1.1 实验目的 (2)

1.2课程设计内容 (3)

1.2.1 芯片 (3)

1. 2.2系统功能及原理（系统组成框图、电路原理......图） (4)

1.2.3系统功能 (5)

1.2.4系统原理 (5)

2数字钟 (6)

2..1设计目的 (7)

2.2多功能数字钟电路 (8)

2.2.1 秒脉冲信号产生电路 (9)

2.2.2 校准电路 (10)

2.2.6数字钟的 PCB板 (11)

3学习总结 (12)

4 教师评价 (13)

直流稳压电源和数字钟的设计

一、直流稳压电源

一、实验目的

1.掌握单相半波及桥式整流电路的工作原理。

2.观察几种常用滤波电路的效果。

3.掌握集成稳压器的工作原理和使用方法。

二、课程设计内容

1．稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围+15%~——20%

条件下：

a、输出电压：+5V，-5V，+9V，-9V;

b最大输出电流：1.5A;

c、具有过流及短路保护功能。

2．设计一个有时、分、秒（例如23小时59分59秒）显示，且具有校时功能的电子钟。

a、用中规模、小规模集成芯片组成电子钟，并在万能板（面包板）上进行组装、调试。

b、可用TTL或CMOS芯片设计电路。

2.1、直流稳压电源

直流稳压电源，为数字钟的主体部分提供连续稳定的电源。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，且电压稳定，能够使数字钟正常运行

直流稳压电源电路图

实物设计图

数字钟

一、设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。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、定时启闭电路、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。石英数字钟，具有电路简洁，代表性好，实用性强等优点，在数字钟的制作中，我们采用了传统的PCMS大规模集成电路为核心，配上LED 发光显示屏，用石英晶体做稳频元件，准确又方便。

二、实现功能

①时间以12小时为一个周期；

②显示时、分、秒；

③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；

⑤为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。

三、制作过程

1.确立电子数字计时器的制作思路要想构成数字钟，首先应有一个能自动产生稳定的标准时间脉冲信号的信号源。还需要有一个使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号的分频器电路，即频率为1HZ的“秒脉冲”信号。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器 3 中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，这就需要分别设计60进制，24进制，（或12进制的计时器，并发出驱动AM；PM的标志信号）。各计数器输出的信号经译码器/驱动器送到数字显示器对应的笔划段，使得“时”、“分”、“秒”得以数字显示。任何数字计时器都有误，因此应考虑校准时间电路，校时电路一般采用自动快调和手动调整，“自动快调”是利用分频器输出的不同频率脉冲使得显示时间自动迅速的得到调整。“手动调整”是利用手动的节拍调整显示时间。

2.查阅资料绘出各部分的电路图

数字计时器的设计方法：

（1）设计脉冲源

（2）设计整形电路

（3）设计分频器

（4）设计计数器

(5）译码器/驱动器、

（6）设计校时电路

3. 按所设计的电路去选择、测试好元器件、并装配成为产品

4. 准备设计论文答辩

四、原理框图

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

1．数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

数字钟电路实图

数字钟电路图

波形图

数字钟的 PCB板

三．实验总结

这次课程设计主要是仿真和实物连接，之前也做过类似的实验，偏重于仿真和实际电路的连接，因此有了一定的了解，而这次实验加深了我对这门课程的理解。在此次的数字钟设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。此次的数字钟设计重在于仿真和接线,仿真并不难，而且也能把实际电路连接起来，但是并不能正常显示，而整个检查的过程比重新连接电路更加痛苦，因为接好的线十分繁杂，很难去理清。有时候虽然也能成功的连接电路图，但是也还是不太清楚它的原理。不过通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。