2022年數(shù)電數(shù)字鐘實(shí)訓(xùn)教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載數(shù)字鐘教案一、目標(biāo)與要求：（1） ）把握數(shù)字鐘的工作原理；（2） ）把握典型集成芯片的功能的使用；（3） ）能通過實(shí)際電路方案的分析比較、設(shè)計(jì)運(yùn)算、元器件選取和安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步把握簡(jiǎn)潔有用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法；（4） ）把握調(diào)試過程和方法：檢查電路、分塊調(diào)試、靜態(tài)調(diào)試、/ 動(dòng)態(tài)調(diào)試、整機(jī)聯(lián)調(diào)和指標(biāo)測(cè)試；（5） ）能獨(dú)立解決自行設(shè)計(jì)過程中遇到的問題；二、試驗(yàn)儀器1、示波器2、直流電壓源3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器4、電子課程設(shè)計(jì)試驗(yàn)箱5、數(shù)字萬用表6、所需主要元器件及耗材：芯片 74ls00，74ls48，cd4518，cd4060，一位數(shù)碼管， 74ls74等三、數(shù)字鐘的功能

2、要求1、基本功能 精確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間 小時(shí)的計(jì)時(shí)要求為“ 24翻1”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為 60進(jìn)位2、擴(kuò)展功能校正時(shí)間數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分所組成, 各模塊簡(jiǎn)介以下： 振蕩器振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)固的高頻脈沖信號(hào)，作為數(shù)字鐘的時(shí)間基準(zhǔn)，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖； 計(jì)數(shù)器秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿 60后向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿 60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，時(shí)計(jì)數(shù)器根據(jù)“ 12翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)； 計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器；計(jì)時(shí)顯現(xiàn)誤差時(shí)可以用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒擴(kuò)展電路必需在主體電路正常運(yùn)行的情形下才能進(jìn)行功能擴(kuò)展四、理論設(shè)計(jì)的步驟與方法數(shù)字電路裝置是運(yùn)用數(shù)字電子技

3、術(shù)實(shí)現(xiàn)某種功能的電路系統(tǒng) . 本課程設(shè)計(jì)包括 : 數(shù)字電路的理論設(shè)計(jì)即規(guī)律設(shè)計(jì) , 安裝調(diào)試 , 并最終做出符合指標(biāo)要求的數(shù)字電路裝置 . 有關(guān)安裝調(diào)試的內(nèi)容在后面介紹 . 電路的規(guī)律設(shè)計(jì) , 通常稱為電路的預(yù)設(shè)計(jì)；五、數(shù)字鐘的組成和原理數(shù)字鐘一般由石英振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器/ 驅(qū)動(dòng)器、顯示器以及校時(shí)和報(bào)時(shí)等幾部分組成； 這些都是數(shù)字電路中應(yīng)用最廣泛的基本電路； 規(guī)律框圖如圖 3-1-1 所示， 石英晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)送到分頻器，分頻器將振蕩器輸出的脈沖信號(hào)分成每秒一次（ 1hz）的方波作為秒脈沖，秒脈沖信號(hào)送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)的結(jié)果通過譯碼以“時(shí)” 、“分”、“秒”的十

4、進(jìn)制數(shù)字顯示出來；“秒”、“ 分”計(jì)數(shù)均由兩級(jí)計(jì)數(shù)器組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)； “時(shí)”計(jì)數(shù)由兩級(jí)計(jì)數(shù)器組成的十二或二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)電路來實(shí)現(xiàn)；全部計(jì)數(shù)結(jié)果由對(duì)應(yīng)的譯碼器和 led（或 lcd）數(shù)碼管顯示出來；1石英晶體振蕩器振蕩器是計(jì)時(shí)器的重要組成部分；它主要用來產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信 號(hào)，經(jīng)分頻后得到秒時(shí)間脈沖； 因此數(shù)字鐘的精度取決于石英晶體振蕩器；從數(shù)字鐘的精度考慮， 晶振頻率越高， 鐘的計(jì)時(shí)精確度就愈高， 但這將使振蕩器的耦電量增大， 分頻電路的級(jí)數(shù)也要增加， 因此一般選取石英晶體頻率為 32678hz，這樣也便于分頻得到 1hz的信號(hào)；振蕩電路如圖 1-1-1 所示；由石英晶體、 微調(diào)電容等

5、元器件構(gòu)成；電容 c1 、c2 與晶體共構(gòu)成 網(wǎng)絡(luò)，完成正反饋選頻；2計(jì)數(shù)電路圖 1-1-1經(jīng)過分頻器得到的 1hz 的秒脈沖信號(hào)被送到計(jì)時(shí)電路，計(jì)時(shí)電路由六級(jí)計(jì)數(shù)器構(gòu)成； 完成“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)；其中 “秒”、“分” 計(jì)數(shù)均為六十進(jìn)制， “時(shí)”為十二或二十四進(jìn)制；由于集成電路的發(fā)展，人們不再用觸發(fā)器去設(shè)計(jì)這些計(jì)數(shù)電路， 而是使用中規(guī)模計(jì)數(shù)器，采納反饋歸零的方法去實(shí)現(xiàn)， 即當(dāng)計(jì)數(shù)狀態(tài)達(dá)到所需模值后， 經(jīng)門電路或觸發(fā)器譯碼，反饋產(chǎn)生“復(fù)位”脈沖，使計(jì)數(shù)器清零，然后重新進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)；（1）二十四進(jìn)位4. 譯碼、顯示電路（ 2）六十進(jìn)位譯碼電路采納專用譯碼器；其功能是將“時(shí)” 、“分”、“

6、秒”計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)的輸出狀態(tài)（ 8421bcd）翻譯成七段數(shù)碼管能顯示十進(jìn)制數(shù)所要求的電信號(hào)，然后經(jīng)數(shù)碼顯示器，把數(shù)字顯示出來；課程設(shè)計(jì)選 用譯碼器是 ttl：74ls48；顯示器采納七段一位 led數(shù)碼管；電路的連接框圖如下：5. 計(jì)數(shù)電路圖 1-1-2譯碼顯示電路的連接可選用 ttl 系列計(jì)數(shù)器， 可選雙計(jì)數(shù)器， 可選用清零法或置數(shù)法來實(shí)現(xiàn)兩個(gè) 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)電路、 一個(gè) 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)電路； 本設(shè)計(jì)舉薦采納 cd4518雙十進(jìn)制計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)所需6. cd4518 基本功能cd4518計(jì)數(shù)器為 d 型觸發(fā)器，具有內(nèi)部可交換 cp和 en線，在對(duì)鐘上升沿域卜 - 降沿加計(jì)數(shù)；其引出端排列和功能表

7、分別見圖 1-1-3和表 1 所示；圖 1-1-3 cd451 8引出端排列表 21cd4518功能表其中， cr線為高電平常 , 計(jì)數(shù)器清零；明顯，在單個(gè)單元運(yùn)算中， en輸入保持高電平，在 cp上升沿進(jìn)位；7 功能部件之間的連接7.1 時(shí)鐘源與計(jì)數(shù)器及校時(shí)電路之間的連接時(shí)鐘源供應(yīng)的信號(hào)送至秒個(gè)位計(jì)數(shù)器的cp輸入端；時(shí)鐘源供應(yīng)的信號(hào)同時(shí)送至校分電路和校時(shí)電路的校準(zhǔn)輸入端a7.2 計(jì)數(shù)器與計(jì)數(shù)器之間的連接將秒計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)送至校分電路的正常輸入端作為向分計(jì) 數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)； 分計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)送至校時(shí)電路的正常輸入端作為向時(shí)計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)；7.3 計(jì)數(shù)器與譯碼顯示器之間的連接作為信號(hào)連接，

8、將各計(jì)數(shù)器的q3、q2、q1、q0 分別送至譯碼器的 a3、a2、a1、a0 端即可；八安裝與調(diào)試學(xué)習(xí)必備歡迎下載1、安裝在對(duì)整體電路和各單元電路充分懂得和把握后，開出清單，領(lǐng)來安裝；a. 布局；本設(shè)計(jì)是在面包板上進(jìn)行電路安裝接插，要先對(duì)使用集成電路的個(gè)數(shù)， 引腳有個(gè)明白； 然后在面包板上對(duì)集成電路進(jìn)行總體支配或做到心中有數(shù)后部分先支配；b. 使用導(dǎo)線； 線徑為 0.5 0.6mm的塑料單股導(dǎo)線 , 要求線頭剪成45 斜口, 使能便利的插入面板插口 . 線頭剝皮長(zhǎng)度約 68mm再, 使用時(shí)應(yīng)全部插入面包板既能保證良好接觸, 又防止剝線部分露在外面與其他導(dǎo)線發(fā)生短路 .c. 布線；要求橫平豎直、 整齊清晰， 盡可能使用不同顏色的導(dǎo)線，以利檢查；走線不要跨過集成電路； 布線的次序一般是先電源和地線， 再布固定電平線， 最終根據(jù)流程逐級(jí)連接各規(guī)律掌握系統(tǒng)， 這樣可以防止漏線；d. 必要時(shí)可連接一部分電路，測(cè)試一部分電路，逐級(jí)完成；2、調(diào)試a. 用示波器（或頻率計(jì)）觀測(cè)石英晶體振蕩器是否起振，振蕩頻率是否 32768hz，如有偏離可調(diào)劑微調(diào)電容對(duì)頻率作調(diào)整；b. 將 32768hz信號(hào)，分別輸入分頻器各級(jí)輸入端，用示波器檢查各級(jí)輸出波形是否正常，如工作正常就連好后可以從輸出端得到1hz的秒脈沖信號(hào)；