數(shù)字鐘電子課程設(shè)計(jì)完成版

1、應(yīng)用科技學(xué)院 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目：數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作專業(yè)班級(jí)：13級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程1班姓名：董曉娟學(xué)號(hào)：20132835320012指導(dǎo)老師：梅老師時(shí)間：2015年4月26日 2015年 5 月15日地點(diǎn)：四教4414實(shí)驗(yàn)室 目錄1摘要32.概述42.1 設(shè)計(jì)目的42.2設(shè)計(jì)要求42.3設(shè)計(jì)指標(biāo)52.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟53.數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)93.1電路工作原理93.2數(shù)碼管低功耗循環(huán)顯示模式控制電路的設(shè)計(jì)113.3手動(dòng)時(shí)間校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)134、主要元器件的選擇及介紹134.1所需元器件135、電路板的安裝與調(diào)試175.1電路板的安裝175.2調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法186.設(shè)計(jì)小結(jié)19

2、1摘要數(shù)字電子鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1Hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由振蕩電路形成秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)結(jié)果以“時(shí)”、“分”“秒”的數(shù)字顯示出來。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分、計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿 24 小時(shí)后又開始下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)。一般由振蕩電路、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼顯示器等幾部分組成。  振蕩電路：主要用來產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， NE555 組成的多諧振電路產(chǎn)生，由但是因?yàn)闀r(shí)鐘的精度主要取決于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻率及穩(wěn)定度，所以一般采用石英晶體振蕩器。  分頻器：因?yàn)檎袷幤鳟a(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率很高，要是要得到“秒”

3、信號(hào)，需一定級(jí)數(shù)的分頻器進(jìn)行分頻。  計(jì)數(shù)器：有了“秒”信號(hào)，則可以根據(jù) 60 秒為 1 分， 小時(shí)為 1 天的進(jìn)制，24分別設(shè)定“時(shí)”“分”“秒”的計(jì)數(shù)器，分別為 60 進(jìn)制，60 進(jìn)制,24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并輸出一分，一小時(shí)的進(jìn)位信號(hào)。   由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路可以對(duì)分和時(shí)進(jìn)行校時(shí)。2.概述2.1 設(shè)計(jì)目的數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。 數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括

4、了組合邏輯電路和時(shí)序電路。 因此，我們此次設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法. 2.2設(shè)計(jì)要求（1） 畫出電路原理圖； （2） 元器件及參數(shù)選擇；（3）制作要求  自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。 （4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告  寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)2.3設(shè)計(jì)指標(biāo)（1

5、） 時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期；（2）顯示時(shí)、分、秒； （3） 具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；  （4） 為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。2.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟（1） 設(shè)計(jì)邏輯框圖及電路原理圖 （2） 常用電子儀表的使用及注意事項(xiàng)（這里主要介紹萬用表的使用及注意事項(xiàng)） 數(shù)字萬用表由于具有測(cè)量精確、取值方便、功能齊全等優(yōu)點(diǎn)，因此深受無線電愛好者的歡迎、最普通的數(shù)字方用表一般具有電阻測(cè)量、通斷聲響檢測(cè)、二極管正向?qū)妷簻y(cè)量。交流直流電壓電流測(cè)量、三極管放大倍數(shù)及性能測(cè)量等。有些數(shù)

6、字萬用表則增加了電容容量測(cè)量、頻率測(cè)量、溫度測(cè)量、數(shù)據(jù)記憶及語音報(bào)數(shù)等功能，給實(shí)際檢測(cè)工作帶來很大的方便。但是，數(shù)字方用表由于使用不當(dāng)，在實(shí)際檢測(cè)時(shí)易造成表內(nèi)元件損壞，產(chǎn)生故障。本人根據(jù)在課程設(shè)計(jì)中造成數(shù)字萬用表損壞的實(shí)際情況，總結(jié)出數(shù)字萬用表在使用中的注意事項(xiàng)如下： 數(shù)字萬用表損壞在大多數(shù)情況下是因測(cè)量檔位錯(cuò)誤造成，如在測(cè)量交流市電時(shí)，測(cè)量檔位選擇置于電阻擋，這種情況下表筆一旦接觸市電，瞬間即可造成萬用表內(nèi)部元件損壞。因此，在使用萬用表測(cè)量前一定要先檢查測(cè)量檔位是否正確。在使用完畢，將測(cè)量選擇置于交流750V或者直流1000V處，這樣在下次測(cè)量時(shí)無論誤測(cè)什么參數(shù)，都不會(huì)引起數(shù)字萬用表損壞 有

7、些數(shù)字萬用表損壞是由于測(cè)量的電壓電流超過量程范圍所造成的如在交流20V檔位測(cè)量市電，很易引起數(shù)字萬用表交流放大電路損壞，使萬用表失去交流測(cè)量功能。在測(cè)量直流電壓時(shí)，所測(cè)電壓超出量量程，同樣易造成表內(nèi)電路故障。在測(cè)量電流時(shí)如果實(shí)際電流值超過量程，一般僅引起萬用表內(nèi)的保險(xiǎn)絲燒斷，不會(huì)造成其它損壞。所以在測(cè)量電壓參數(shù)時(shí)，如果不知道所測(cè)電壓的大致范圍，應(yīng)先把測(cè)量檔置于最高檔，通過測(cè)量其值后再換檔測(cè)量，以得到比較精確的數(shù)值。如果所要測(cè)量的電壓數(shù)值遠(yuǎn)超出萬用表所能測(cè)量的最大量程，應(yīng)另配高阻測(cè)量表筆。如檢測(cè)黑白彩電的第二陽極高壓及聚焦高壓。 多數(shù)數(shù)字萬用表的直流電壓上限量程為1000V，因此測(cè)量直流電壓時(shí)，

8、最高電壓值在1000V以下，一般不會(huì)損壞萬用表。如果超出1000V，則很有可能造成萬用表損壞。但是，不同的數(shù)字萬用表的可測(cè)量電壓上限值可能有所不同。如果測(cè)量的電壓超出量程，可采取電阻降壓的方法加以測(cè)量。另外，在測(cè)量40O1000V的直流高電壓時(shí)，表筆與測(cè)量處一定要接觸好，不能有任何抖動(dòng)，否則，除了可能會(huì)造成萬用表損壞而使測(cè)量不準(zhǔn)確外，嚴(yán)重時(shí)還可使萬用表無任何顯示 在測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)注意一定不要帶電測(cè)量。 （3）常用電子元件的認(rèn)識(shí)及測(cè)量（這里主要介紹色環(huán)電阻及電位器、電解電容、整流橋、三端穩(wěn)壓片等電子元件） 1）色環(huán)電阻及電位器 帶有四個(gè)色環(huán)的其中第一、二環(huán)分別代表阻值的前兩位數(shù)；第三環(huán)代表倍率；

9、第四環(huán)代表誤差?？焖僮R(shí)別的關(guān)鍵在于根據(jù)第三環(huán)的顏色把阻值確定在某一數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)，例如是幾點(diǎn)幾K、還是幾十幾K的，再將前兩環(huán)讀出的數(shù)"代"進(jìn)去，這樣就可很快讀出數(shù)來。 下面介紹掌握此方法的幾個(gè)要點(diǎn)：熟記第一、二環(huán)每種顏色所代表的數(shù)?？蛇@樣記憶：棕1，紅2，橙3，黃4，綠5，藍(lán)6，紫7，灰8，白9，黑0當(dāng)?shù)诙h(huán)是黑色時(shí)，第三環(huán)顏色所代表的則是整數(shù)，即幾，幾十，幾百 k等，這是讀數(shù)時(shí)的特殊情況，要注意。例如第三環(huán)是紅色，則其阻值即是整幾k的。記住第四環(huán)顏色所代表的誤差，即：金色為5；銀色為10；無色為20。 2）電解電容 有的點(diǎn)解電容在電容的表面標(biāo)有“”號(hào)，即是為負(fù)極，另一邊則為

10、正極 不知道極性的電解電容可用萬用表的電阻擋測(cè)量其極性。我們知道只有電解電容的正極接電源正（電阻檔時(shí)的黑表筆），負(fù)端接電源負(fù)（電阻擋時(shí)的紅表筆）時(shí)，電解電容的漏電流才小（漏電阻大）。反之，則電解電容的漏電流增加（漏電阻減?。y(cè)量時(shí)，先假定某極為“+”極，讓其與萬用表的黑表筆相接，另一電極與萬用表的紅表筆相接，記下表針停止的刻度（表針靠左阻值大），然后將電容器放電（既兩根引線碰一下），兩只表筆對(duì)調(diào)，重新進(jìn)行測(cè)量。兩次測(cè)量中，表針最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表筆接的就是 電解電容的正極。測(cè)量時(shí)最好選用R*100或R*1K檔。 對(duì)于電容的質(zhì)量和大小，可用萬用表的電容檔直接測(cè)量或根據(jù)個(gè)人經(jīng)

11、驗(yàn)，這里不多解釋. 3）整流橋 判別引腳極性（將數(shù)字萬用表置于二極管檔，把黑表筆固定接某一引腳，再用紅表筆分別接觸其余三個(gè)引腳，如果三次顯示中兩次為0.50.7V，一次為1.01.3V，則黑表筆所接的引腳則為全橋的直流輸出端正極，另一端則必定是直流輸出端負(fù)極，如果所得不是上述結(jié)果，可將黑表筆改換一個(gè)引腳重復(fù)以上測(cè)試步驟，直至得出正確結(jié)果為止）。判別性能（在上述判別引腳極性的測(cè)量中，任意相鄰兩引腳間（即任何一只二極管）的導(dǎo)通電壓應(yīng)在0.50.7V內(nèi)，四只二極管的導(dǎo)通電壓越接近越好，而在反偏測(cè)量時(shí)，儀表必須顯示溢出符號(hào)“1”。對(duì)于全橋內(nèi)部某只二極管的短路性故障，可采用如下技巧進(jìn)行判別：紅表筆接d端

12、，黑表筆接c端，應(yīng)顯示1.01.3V；測(cè)量a、b端兩次（交換表筆）均應(yīng)顯示溢出符號(hào)“1”。若所測(cè)結(jié)果與上述范圍不符，則表明被測(cè)全橋內(nèi)部必定有短路性故障）。3.數(shù)字鐘的總體設(shè)計(jì)3.1電路工作原理 4000系列CMOS門電路芯片具有零靜態(tài)功耗和電源電壓范圍寬（315V）、輸出電壓可以達(dá)到全擺幅、輸入端幾乎不取電流、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。一款由4000系列CMOS門電路芯片構(gòu)成的“高精度低功耗低成本數(shù)字時(shí)鐘”可使整機(jī)元器件成本降低到不足15元的水平，其電路原理框圖、電路原理圖和單面印制電路板（PCB）圖（a）電路原理框圖 （b）電路原理圖 （c）印刷電路板圖 圖1 低功耗低成本的實(shí)用數(shù)字時(shí)鐘

13、分別如圖1（a）、（b）、（c）所示。從圖1（a）知，電路由1HZ脈沖產(chǎn)生電路，60分頻的“秒/分” 計(jì)數(shù)電路、12分頻的“小時(shí)”計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示電路，時(shí)間校準(zhǔn)電路，數(shù)碼管“小時(shí)/分”與“秒”循環(huán)顯示控制及夜間工作在節(jié)電模式時(shí)的亮度自動(dòng)控制電路等6部分組成。從圖1（b）知，本設(shè)計(jì)使用芯片數(shù)最少、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)顯示的節(jié)電工作方式（耗電量?jī)H為靜態(tài)顯示模式的1.8）、調(diào)試方便、時(shí)間校準(zhǔn)方便。電路中的振蕩器XT為目前多數(shù)石英晶體電子表中使用的頻率為215=32768HZ的石英晶體，經(jīng)IC2（CC4060）組成的14級(jí)2分頻和IC3A（CD4518）組成的一級(jí)2分頻后可得到1HZ的“秒”脈沖信號(hào)。

14、它具有特別高的精度，誤差為±5ppm，24小時(shí)計(jì)時(shí)誤差小于0.5秒鐘。60進(jìn)制的“秒”和”分”計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)及顯示電路分別由IC11（CD4033）、IC10（CD4033）、IC4A（CD4518）、IC5A（1/4CD4081）、數(shù)碼管DS5、DS6和IC8（CD4033）、IC9（CD4033）、IC4B（CD4518）、IC5B（1/4CD4081）、數(shù)碼管DS3、DS4構(gòu)成。12進(jìn)制的“小時(shí)”計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存、驅(qū)動(dòng)及顯示電路由IC6（CD4033）、IC7（CD4033）、IC1（CD4518）、IC5C（1/4CD4081）和數(shù)碼管DS1、DS2構(gòu)成。3.2數(shù)碼管

15、低功耗循環(huán)顯示模式控制電路的設(shè)計(jì) 如圖1（b）所示，IC3B（CD4518）接收由IC2的Q10端輸出的32HZ脈沖信號(hào)（T0.03秒），當(dāng)t=1T時(shí)，其Q3Q2Q1=001，經(jīng)R7使Q1（9013）管導(dǎo)通，DS1、DS2管顯示；同理當(dāng)t=2T和t=3T時(shí)，依次使DS3、DS44管和DS5、DS6管顯示。通常數(shù)碼管采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式時(shí)每個(gè)段碼的驅(qū)動(dòng)電流為1015mA，按照每個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)字時(shí)平均為5個(gè)段碼計(jì)算，則每個(gè)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流為5075mA。6個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示需要300450 mA的驅(qū)動(dòng)電流，所以市場(chǎng)上的LED數(shù)字鐘一般采用交流供電方式。本設(shè)計(jì)在任一時(shí)刻只有2個(gè)數(shù)碼管顯示，可使6個(gè)數(shù)碼管循

16、環(huán)顯示的供電電流降低到原來靜態(tài)顯示模式的1/3，即為100150 mA的水平。光敏電阻R1R6分別為數(shù)碼管DS1DS6夜間工作在節(jié)電模式時(shí)的亮度自動(dòng)控制電路。光敏電阻可選用MG41-22或MG45-12、或5606、6106型（亮電阻2K，暗電阻900K）。每只數(shù)碼管的公共端第3（8）腳通過一光敏電阻串聯(lián)晶體開關(guān)管9013接地。當(dāng)夜晚室內(nèi)光線較暗時(shí)，數(shù)碼管自動(dòng)降低亮度。數(shù)碼管DS1DS6采用超高亮度的數(shù)碼管5011型，這種LED數(shù)碼管耗電為普通數(shù)碼管的十分之一，每個(gè)段碼的驅(qū)動(dòng)電流僅為1mA，就可以發(fā)出普通數(shù)碼管20mA工作電流時(shí)相同的亮度。當(dāng)其工作電流達(dá)20mA時(shí)，發(fā)出光亮足以保證在室外陽光下

17、正常顯示。該控制電路可使數(shù)碼管顯示的供電電流降低到原來的1/30，即為1015 mA的水平。開關(guān)管Q1Q3選用9013（40V、0.5A、0.625W、低頻）可滿足控制兩個(gè)數(shù)碼管陰極電流通斷的要求。本設(shè)計(jì)還充分利用芯片CD4033的“零”數(shù)字消隱功能，即當(dāng)十位上海數(shù)字為零時(shí)，該數(shù)碼管不亮。例如，當(dāng)時(shí)間為9時(shí)8分5秒，不是顯示“09”時(shí)“08”分“05”秒，而是顯示“9”時(shí)“8”分“5”秒，該設(shè)計(jì)方案可使數(shù)碼管顯示的供電電流降低到原來的1.8，即為59 mA的水平，可大大降低電源的能耗。3.3手動(dòng)時(shí)間校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì) 如圖1（b）所示， S1和S2分別為“小時(shí)”與“分”的手動(dòng)校準(zhǔn)電路。S1（或S2

18、）按動(dòng)一次，IC7（或IC9）就加1計(jì)數(shù)一次。濾波電路C3、R10和C4、R13分別用來吸收S1和S2動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)。二極管D1、D2分別為“小時(shí)”與“分”校準(zhǔn)電路與相鄰下一級(jí)計(jì)數(shù)器“清零”端R之間的單向隔離元件。R11、R12為手動(dòng)校準(zhǔn)電路的限流電阻。4、主要元器件的選擇及介紹4.1所需元器件(1)主要工具及附加材料：電烙鐵、烙鐵架、焊錫絲、松香、導(dǎo)線、鑷子、鉗子、數(shù)字萬用表、吸錫器等等。(2)所需元器件：. 數(shù)碼管6個(gè)、CD4033芯片6片、CD4518芯片1片、 CD4060芯片1片、CD4081芯片1片、32768HZ晶振1個(gè)、DIP-16插腳8個(gè)、DIP-14插腳1個(gè)、360歐

19、母電阻6個(gè)、10千歐電阻2個(gè)、47千歐電阻2個(gè)、2兆歐電阻1個(gè)、半可變電容1個(gè)、30PF瓷片電容1片、0.01UF瓷片電容2片、按鈕開關(guān)2個(gè)、USB母座1個(gè)、9013三極管3個(gè)。(3）主要元器件介紹14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4060芯片14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4060的引腳圖及其構(gòu)成的1HZ脈沖產(chǎn)生電路分別如圖2（a）、（b）所示。從圖2（a）知，CC4060為DIP16封裝。芯片常用于組成從÷24到214的計(jì)數(shù)、分頻、定時(shí)和時(shí)間延遲電路等，內(nèi)含時(shí)鐘形成電路，外接不同元件可組成石英振蕩器、RC振蕩器、斯密特電路等。各引腳功能是：CP為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，下降沿觸發(fā)；CR為加計(jì)數(shù)清零端，高電平有

20、效；Q4Q14為計(jì)數(shù)器輸出端。1HZ脈沖產(chǎn)生電路如圖2（b）所示，它是由32768HZ的石英晶體XT、微調(diào)電容與反相器等元件組成。圖中門G1、門G2是CC4060芯片內(nèi)的反相器，門G1用于振蕩，門G2用于脈沖沖整形，10M反饋電阻R14的作用是為反相器提供偏置，使其工作在放大狀態(tài)。反饋電阻R14的阻值若選得太大，會(huì)使放大器偏置不穩(wěn)定甚至不能正常工作；R14的阻值太小又會(huì)使反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)加重。圖中C1是頻率微調(diào)電容，一般取222PF。C2是溫度特性校正電容，一般取2050PF。電容C1、C2和石英晶體構(gòu)成型網(wǎng)絡(luò)，以控制振蕩頻率，并使輸出輸入移相180º。石英晶體振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，輸出

21、波形近似正弦波，可以運(yùn)用反相器G2整形得到矩形脈沖輸出。石英晶體振蕩器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的32768高頻率脈沖，經(jīng)IC2（CC4060）組成的14級(jí)2分頻和IC3A（CD4518）組成的一級(jí)2分頻后可得到高準(zhǔn)確度的1HZ的“秒”脈沖信號(hào)。 （a）14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4060 （b）1HZ脈沖產(chǎn)生電路圖2 CC4060引腳圖與1HZ脈沖產(chǎn)生電路雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518芯片雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518芯片的引腳圖及其輸出端波形圖分別如圖3（a）、（b）所示。從圖3（a）知，CD4518為DIP16封裝。芯片常用于多級(jí)同步計(jì)數(shù)、多級(jí)串行計(jì)數(shù)和同步分頻器，其內(nèi)部包含兩個(gè)相互獨(dú)立的計(jì)數(shù)器單元，各引腳

22、功能是：CP1、CP2為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，上升沿觸發(fā)，當(dāng)EN1、EN2為高電平時(shí)有效；EN1、EN2為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，下降沿觸發(fā)，當(dāng)CP1、CP2端低電平時(shí)有效；Q1AQ4A、Q1BQ4B為計(jì)數(shù)器輸出端，2組8個(gè)，為二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器；R1、R2為加計(jì)數(shù)清零端，高電平有效。從圖3（b）知，“分”的進(jìn)位信號(hào)脈沖信號(hào)送到“小時(shí)”IC6（CC4518）的個(gè)位計(jì)數(shù)器的CP端，個(gè)位計(jì)數(shù)器便對(duì)CP信號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)1次為1小時(shí)。當(dāng)計(jì)數(shù)到10小時(shí)時(shí)，QD（即Q3）在CP的作用下產(chǎn)生正跳變沿，由于“QD的上升沿是不能作向十位進(jìn)位的脈沖的，只有其下降沿才是滿十進(jìn)一的進(jìn)位信號(hào)。”因此正確的接法是：將個(gè)位上的Q3（即QD）接十

23、位上的EN端（即使能端），十位上的CP接GND（地），而個(gè)位的CP端或CT端接分計(jì)數(shù)器的“滿60分進(jìn)一”信號(hào)均可。雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518 （a）引腳圖； （b）輸出端波形圖圖3 雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518 十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器/7段譯碼器CD4033芯片十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器/7段譯碼器CD4033芯片的引腳圖及其十進(jìn)制計(jì)數(shù)功能表分別如圖4（a）、（b所示。從圖4（a）知，CD4033為DIP16封裝。該芯片常用于十進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)狀態(tài)同時(shí)可作為譯碼輸出。各引腳功能是：CP為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，上升沿觸發(fā)；使能端INH=0時(shí)，允許計(jì)數(shù)，INH=1時(shí)，禁止計(jì)數(shù)；R為加計(jì)數(shù)清零端，高電平有效。RBI、

24、RBO分別為串行消零輸入端和串行消零輸出端。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到零時(shí)，若RBI=0，顯示器消隱零，并由RBO輸出一個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖；若RBI=1，則顯示器顯示零，RBO為高電平。LT為燈測(cè)試端，LT=1時(shí)，筆劃全亮（高電平有效）。 （a） 圖4 十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器/7段譯碼器CD40335、電路板的安裝與調(diào)試5.1電路板的安裝為了便于觀察，電路有6位數(shù)碼管安裝在CD4033的上方，分別顯示011小時(shí)、059分和059秒鐘，且數(shù)碼管與驅(qū)動(dòng)電路CD4033的連線盡可能地短。根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，宜采用“安裝完畢一個(gè)單元電路，就測(cè)試該單元電路，經(jīng)測(cè)試合格后，再安裝下一個(gè)單元電路”的方法。其安裝測(cè)試順序是：1HZ

25、脈沖信號(hào)的產(chǎn)生電路，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC3A的Q0端的“1HZ”的脈沖輸出信號(hào)；“秒鐘”計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0秒鐘59秒鐘，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC5A第3腳的“滿60秒進(jìn)一”的進(jìn)位脈沖輸出信號(hào)；“分”鐘計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0分鐘59分鐘，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC5B第4腳的“滿60分進(jìn)一”的進(jìn)位脈沖輸出信號(hào)；“小時(shí)”計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0小時(shí)11小時(shí)，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC5C第10腳的“清零”脈沖輸出信號(hào)；分別按動(dòng)開關(guān)S1、S2，測(cè)試時(shí)間校準(zhǔn)電路的功能及可靠性；用厚紙片遮蔽光敏電阻的上方，觀測(cè)數(shù)碼管亮度顯示接受控制前后的響應(yīng)情況。6個(gè)單元電路組裝合格后，電路可以顯示12小時(shí)

26、內(nèi)的任一時(shí)間。時(shí)間校準(zhǔn)電路組裝完成后，可以校準(zhǔn)當(dāng)前時(shí)間，并驗(yàn)證一晝夜24小時(shí)的計(jì)時(shí)誤差是否小于0.5秒鐘；在用315V范圍內(nèi)電源供電時(shí)，測(cè)量整機(jī)的最大工作電流（取1.5倍裕量）是否小于15mA。 在完成+5V直流穩(wěn)壓電源后通電調(diào)試，我們發(fā)現(xiàn)電源的發(fā)光二極管是持續(xù)亮的，經(jīng)用萬用表直流電壓檔測(cè)試后，確認(rèn)輸出電壓為+5V左右，誤差很小，電壓也很穩(wěn)定，因此直流穩(wěn)壓電源通電調(diào)試成功，無任何故障。 5.2調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法 1、容易出現(xiàn)故障為接觸不良。 a) 集成塊引腳方向預(yù)先彎好對(duì)準(zhǔn)面包板的金屬孔，再小心插入。 b) 導(dǎo)線的剝線長(zhǎng)度與面包板的厚度相適應(yīng)（比板的厚度稍短） c) 導(dǎo)線的裸線部分不要露在板的上面，以防短路。 d) 導(dǎo)線要插入金屬孔中央。 2、 注意事項(xiàng) a) 按照原理圖接線時(shí)首先確保可靠的電源和接地。 b) 注意芯片的控制引腳必須正確接好。 c) 檢查故障時(shí)除測(cè)試輸入、輸出信號(hào)外，要注意電源、接地和控制引腳。 d) 要注意芯片引腳上的信號(hào)與面包板上插座上信號(hào)是否一致（集成塊引腳與面包板常接觸不良）。6.設(shè)計(jì)小結(jié) 通過此次課程設(shè)計(jì)，總體來說，收獲頗豐，無論是在培養(yǎng)自己的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力還是培養(yǎng)自己的性情方面。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中,更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法.在連接十二進(jìn)制