项目一数字钟电路的装配

1、项目一 数字钟电路的装配【学习目标】1.熟悉用十进制计数器集成电路设置为数字钟所需N进制计数电路及其级联方法。2.熟悉数字钟电路进行时校、分校和秒校的电路。3.熟悉用石英晶体组成秒信号发生器的电路结构。【项目情景】 数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒，数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站，码头、办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大地方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。如下图为生活中电子钟实物图1-1图1-1【项目准备】1 元器件配置表1-1 元器件配

2、置序号名称数量序号名称数量1直流稳压电源18BX05模块（含有C1、C2、R和石英晶体）12LED （数码管）显示器39CD451833 14脚插座310CD408114 16脚插座411CD407115复位按钮开关412CD406016双踪示波器113CD401317万用电表114电阻器:100 k3二元器件简介1.CD4511数码管显示器简介CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存7 段译码

3、驱动器，引脚排列如图 1-2 所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观 所谓共阴 LE

4、D 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。图1-22.CD4518 简介, CD4518，该IC是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为17和915。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚6脚；11脚14脚）。此外还必须掌握其控制功能，否则无法工作。CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”，不

5、仅如此，清零（又称复位）端Cr也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则IC不工作。另外，该CD4518无进位功能的引脚，电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第14脚将输出下降沿的脉冲，利用该脉冲和EN端功能，就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。 图1-33.CD4071，CD4081简介（1）四2输入端或门CD4071,CD4071真值表：Y=A+BABY000011100111（2）四2输入端与门CD4081，CD4071真值表：Y=A. BABY0000101001114、 CD4060简介 CD4060由一振荡器和14级二

6、进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。所有的计数器位均为主从触发器。在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。5、CD4013简介 CD4013由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q/输出，此器件可用作以为寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计数器和触发器。时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。三实训注意事项1.本实训连线较多，

7、尽可能仔细避免连线错误。2.若发生显示不正常或不显示，在带电源情况下用万电用表直流电压档测试各器件输入端和输出状态或用示波器测试输出端波形。【项目实施】 下面以天煌所设计的项目为例做具体分析：一项目分析1.电路原理图图1-42.工作原理简介电路如图1-4所示，秒脉冲时间基准信号由石英晶体、CD4060和4013D触发器电路组成。由D触发器输出端Q为周期1秒的矩形波信号送入到CD4518双二一十进制计数器进行分频计数，4518器件内有两个十进制计数器。当CL接地时，EN在下降沿脉冲作用下，计数器进行递增计数，Q4、Q3、Q2、Q1从00001001，又返回到 0000。计数分频的计数器中个位数中

8、均采用1Q4与十位数计数器的2EN端相连，而时钟为60秒进1分，故在4518-1的“秒”计数器电路，当计数值达60时，向“分”计数器4518-2进位。其方法是在2Q42Q1、1Q41Q1计数值达01100000时刻，将2Q3,2Q2的11通过与非门G1全1输出1对自身计数器异步清零变为全0。实现60进制计数，同时利用2Q3与4518-2“分”计数电路与CD4518-1完全相同，它也用2Q3与“时”计数器CD4518-3的lEN相连，实现60分进1小时。而4518-3的“小时”计数器为24进制，故在小时的十位数2Q2=1即0010和个位数1Q3=1即0100时通过与门G全1输出1对本身清零，也就

9、是在23小时59分59秒后恢复全0。时钟显示的校正，是用秒脉冲信号快速校正，“秒”校正采用归“0”校正。在4518-1计数器中由秒信号的高电平，按一下按钮S1后即可复“0"。由于“60”进制也用清“0"方式，故采用G4或门输入。而“分”校，“时”校，用开关S2, S3接通秒脉冲信号进行校正。关于时钟的显示是将计数器的输出连接到6个共阴数码管模块由数码管显示秒、分钟和小时。2 电路安装与调试由于本实训电路组成功能模块较多，为了调试和查故排故方便，故宜采用分功能块连线和调试分段进行后再综合调试。1.秒脉冲信号发生器按图1-4电路将石英晶体，电容和CD4060, 4013连线构成

10、秒脉冲时间基准信号发生器，将直流稳压电源调整到+5V。关闭电源后，与器件电源端相连后，开启电源，用示波器观察D触发器Q端波形是否为周期1S的多谐振荡波形，若周期有误差可调在C2处并上电容校正。2.先将,和显示模块AX27按图1-4中所示“秒”计数电路连接。直流稳压电源关闭后，与器件和模块电源端相连，并将秒脉冲信号源的Q端与lEN端相连。开启稳压电源，观察数码竹显示情况，是否从00-59显示，若显示不正常用万用表直流电压档检查器件各个端状态是否正常。直至显示正常为止，然后再按下S1观察数码馆显示是否为“0”。3.调节“分”计数显示电路，按图1-4“分”计数分频电路块连线，关闭电源，将电源与该块电

11、路中器件电源相连，开启稳压电源后，并将“秒”信号发生器的Q端与“分”校S2开关相连，观察数码竹显示情况，并调整到正常显示为止。4.调节“小时”计数显示电路，按图1-4中“小时”计数分频电路块连线，关闭电源，将电源与该块电路中器件电源端相连，开启稳压电源，并将“秒”信号连到S3，观察显示是否正常，若显示正'常，关闭电源。5.综合连线调节，在上述四个功能调试正常的基础上，将各功能块按图1-4所示电路将各功能块极连，关闭电源后，将电源与各模块和器件相连，开启稳压电源后，观察各数码管的显示时钟数字情况。6.对“秒”校、“分”校、“时”校分别校正，到当时的时间，继后观察时钟显示一段时间与自己乎表走时是否相符。 【项目评价】表1-2 评分标准项目配分评分标准（每项累计扣分不超过配分）扣分得分元件识别检测101. 元件识别错一个，扣1分2. 元件检测错一个，扣2分装接工艺251. 连线错误，每个扣2分2. 导线安排不整齐，每根扣2分3. 导线插接有松动，每个扣2分4. 损坏元器件，每件扣2分5. 整体排列不整齐，总体扣2分简单测量与调试501. 万用表测量不准确，扣5-10分2. 电路调试不成功，每次扣5-10分职业素养151. 工作台上工具排放不整齐扣5分2. 未按要求统一着装，仪容仪表不规范扣5分3