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文档简介
1、二二. . 考核形式考核形式根据设计过程中各方面情况评定成绩:优、良、中、及格、不及格。三三. . 时间安排时间安排1.1.设计(介绍方案,画系统图、连线图)2.2.组装、调试(约3 3天)3.3.总结报告四四. . 方案介绍方案介绍第1页/共25页 5.7 5.7 数字电子钟计时系统一. .设计任务和基本要求 用中、小规模集成电路设计一台能显示时、分、秒的数字电子钟,基本要求如下:采用LED显示累计时间“时”、“分”、“秒”。具有校时功能。具有整点报时功能。二. .设计方案 数字钟(石英钟)走时准确、价格低廉、方便实用。组成:振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器第2页/共25页译码时计数/
2、24进制译码分计数/60进制译码秒计数/60进制晶体振荡器分频器校时电路分信号时信号时、分、秒计数译码、显示秒信号产生校时秒信号(1Hz)32768Hz第3页/共25页1.秒信号发生器产生标准秒信号,信号的稳定性、精度直接决定着数字钟的准确度。1Hz14级2分频DCPQQCD4060CD40132Hz32768Hz1MW W10KW W100pf100pf32768Hz10118123CP1CP0GNDCrQ13215石英晶体振荡器214分频2分频秒信号+VDD16第4页/共25页说明:Q4Q1310个输出端Q13214分频Q12213分频Cr清零端(高电平有效)RSDCPQn+1000000
3、11100011QQSRDCPCD406014级串行二进制计数器/分频器和振荡器VDD16 15Q10Q814 13Q91211 109CrCP1CP0CP012Q11345678CD4060Q12Q13Q6Q5Q7Q4GNDVDD142Q 2Q13 122CP1110982R2D 2S121Q34567CD40131Q 1CP1R 1D 1S GNDCD4013双D主从触发器 第5页/共25页2.秒、分、时计数器进行秒、分、时的计时,由两个60进制和一个24进制计数器构成。CD4029二/十、加/减、可预制的CMOS计数器VDD16 15CP Q214 13J21211 109J1Q1B/D
4、U/D12PE345678CD4029Q3J3J0CIQ0CO GND不能计数1CI允许计数0进位输入允许置数1PE不能置数0预置加法1U/D减法0加/减二进制计数1B/D十进制计数0二进制/十进制功能状态输入管脚图见电子电路实验与虚拟技术P230第6页/共25页CP12345678910Q0Q1Q2Q300001000010011000010101001101110000110010000COCD4029时序图(十进制加法)第7页/共25页(1)秒、分计数器60进制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCI
5、CP5V秒脉冲分脉冲01100000CD4081同步级联第8页/共25页(2)时计数器24进制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5V时脉冲00100100CD4081异步级联CD4081四2输入端与门VDD14 13 12 1110981234567GND管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录第9页/共25页3.译码显示电路译码将计数器的8421码转变为显示控制信号。显示显示计时情况。fabcdegDPCOMdcDPefCOMbagLED共阳显示器COMabcdefgDP360W Wabcdefg译码
6、器DCBAQ3Q2Q1Q05V360W W第10页/共25页74LS47BCD7段译码器/驱动器是一种与共阳极数字显示器配合使用的集成译码器。输出低电平有效。管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录,功能表见数字教材译码器7448。4.校时电路秒等待校时;分、时加速校时。第11页/共25页24进制计数器(时)60进制计数器(分)60进制计数器(秒)5V5V5V10KW W10KW W10KW W秒信号(1Hz)秒信号分信号时信号CPCPCPK3K2K1CD4011CD4011管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录第12页/共25页要求:1.画出数字钟电路的系统图(将图5.7.2、5.7.3、5.7.4、
7、5.7.5、5.7.6综合画在一张图中)。2.画出数字钟各个组成部分的连线图(重复部分可以省略)。(每组一份)第13页/共25页五五. .组装、调试方法组装、调试方法1.1.组装:原材料:数字集成器件、电阻、电容、晶体、按键(导线代替);若干导线、面包板。(展示实物并介绍)VDD14 13 12 1110981234567GND 第14页/共25页+-5V第15页/共25页颜色颜色有效数字有效数字乘数乘数允许偏差允许偏差银色银色10210金色金色1015黑色黑色0100棕色棕色11011红色红色21022橙色橙色3103黄色黄色4104绿色绿色51050.5蓝色蓝色61060.25紫色紫色71
8、070.1灰色灰色8108白色白色910950,20无色无色20红色(第一位数字)紫色(第二位数字)橙色(乘数)金色(允许误差)固定式电阻色标法标称值27KW W,允许偏差5见P226第16页/共25页总体布局:公共的电源线(红线)、地线(黑线)(全部连通)。TTL与CMOS集成电路均采用+5V电源电压供电。布局合理:时分秒显示译码计数其他工艺:整齐、美观、简洁、可靠。(展示实物) 第17页/共25页2.2.调试:各个击破:振荡分频计数、译码、显示(秒、分、时)校准调试手段:数字显示器查看结果,万用表测试状态,示波器观察波形。常见故障:接线错误,接触不良,元件损坏。查找方法:观察法:检查接线,
9、发现错误。测试法:万用表电阻档测试两点之间是否接通;直流电压档测试电源电压是否加上,输出电平是否正确。示波器测试各点波形是否正确。替换法:同种元器件相互替换,以证明是否损坏。(备有专用仪器可供测试)第18页/共25页六六. .注意问题注意问题 1. 1.安全:人身安全,仪器安全,元件安全。避免以下几种情况:电源接反或过大,带电操作,管脚断裂(插、拔方法不得当)。集成元件输出端直接接地、接电源、相并。2.2.妥善保管元件、工具。元件每组一套(清单见后)工具每组一套(清单见后)元件损坏,经确认后可以以旧换新(张老师)。工具丢失,赔偿原物。仪器定位,不能带出实验室。第19页/共25页3.3.独立完成每组同学需分工合作,同心协力,独立完成任务。教师只给以方法指导。完成后请及时通报,由教师验收通过。周三下午之前完成。4.4.地点、时间地点:模拟、数字电子技术实验室,相对固定。时间:第20页/共25页第21页/共25页元件清单元件清单(每组一套)(每组一套)集成元件:CC4029674LS476LED共阳显示器6CC40112CC40811CD40601CD40131电阻:360W W 61MW W 110KW W 4电容:100pf2晶体:32768Hz1工具工具(每组一套)(每组一套)镊子、剪刀、剥线
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