时钟万年历制作

1、-PAGE . z实训报告学院系别：机电工程学院 专业班级：通信电子ZB421001 实训课题： 时钟万年历设计与制作 设计学生：唐钢 学 号： 2021227119 指导教师：吕值敏 闫峻岭 设计时间：2021年5月18日-6月10号 机电工程学院机电技术中心目 录1.引 言 11.1.设计意义11.2.系统功能要求 12.方案设计 13.硬件设计 34.软件设计 35.系统调试 46.设计总结 87.附 录B:作品实物图片118.参考文献 12-. z引 言设计意义时钟是最常用的电子产品之一，通过对时钟万年历组装在了解其工作原理的根底上学会安装、调试、使用，并学会排除万年历的常见故障。同时

2、在对时钟万年历的组装过程中可以了解电子产品的机械性能、机械原理。通过实训要求大家初步掌握在这一技术的同时，注意培养自己在工作中的耐心细致，一丝不苟的工作作风。系统功能要求数字钟电路是一款经典的数字逻辑电路，它可以是一个简单的秒钟，也可以只计分和时，还可以计秒、分、时，分别为12小时制或24小时制，外加校时和整点报时电路。方案设计硬件设计数字时钟万年历一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成。此外，我们此次采用的元器件全是贴片元器件。振荡器主要用于来产生频率稳定的时间信号标准，以保证数字时钟的走时准确及稳定。要产生稳定的时标信号，一般用石英晶体振荡器。现在使用的指针时钟和数字时

3、钟都是用石英振荡器电路。从数字时钟的准确度来讲，晶体振荡器的频率越高计时越准确，但这样会增加分频器的级数。所以在确定频率时应考虑这俩方面的因素，然后再选择石英晶体的具体型号。 分频器振荡器产生的时标频率很高，为了得到1HZ的秒信号，需要对振荡器的输出信号进展分频。分频器的级数和每级的分频次数要根据时标频率来确定。目前，石英电子时钟采用32768HZ的时标信号，将此信号经过15级2分频即可得到周期为1秒的信号，当然也可选其它的时基信号，确定分频器的级数后再选择适合的集成电路。计数器 年、月、日、星期、时、分、秒分别为365、12、3128、29、30、7、24、60、 60 进制的计数器，在此课

4、程设计中采用74LS90和74LS470等计数器来实现。在实现的电路中有两种方案来实现清零同步置数和异步清零。译码显示电路 计数器的译码显示可采用BCD-七段译码显示器。校时电路 在刚开机接通电源时，由于年、月、日、星期、时、分、秒为任意值，所以需要进展调整。贴片元器件及焊接工具与材料的准备 工具：25W或35W热式普通电烙铁1把，烙铁头的形状选用尖锥型。1把尖头不锈钢镊子，镊子的韧口要良好。有条件的情况下，可选用热风焊枪来替代电烙铁。材料：细焊锡丝、助焊剂、异丙基酒精等。使用助焊剂的目的主要是增加焊锡的流动性，使焊锡在电烙铁的牵引下，依靠外表力的作用光滑地包裹在引脚和焊盘上。焊接工艺1在焊接

5、之前先在焊盘上涂抹助焊剂，用烙铁赴理一遍，以使焊盘镀锡良好。2焊接贴片阻容元件时，可以先在一个焊点上镀上锡，然后用镊子拾取元件放上元件的一头，镊子夹持元件的同时，焊接上镀锡的这一头，再看看是否放正了。如放置到位正确，最后再焊接另一端；假设不正，重新进展焊接。焊接示意图如图7.32所示。3焊接IC芯片时，用镊子小心地将芯片放到PCB上，使其与焊盘对齐，且要保证芯片的放置方向正确。用工具按住芯片，烙铁头蘸上少量的焊锡，焊接两个对角位置上的引脚，使芯片固定而不能移动。然后重新检查芯片的位置是否正确良好，如有问题，可进展调整或撤除并重新对准再次焊接。在位置正确的情况下，再焊接另外两个对角，最后依次焊接

6、其余引脚。在焊接这些引脚前，应先涂助焊剂，再焊接。焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行，防止因焊锡过量发生搭接。4焊接完所有引脚后，用助焊剂浸润所有引脚以便清洗焊锡。最后检查是否有漏焊、虚焊及搭锡现象，并对应地进展补焊处理。软件设计1.计时器电路采用74ls90实现24进制计数器，首先把74ls90接成10进制计数器，两片之间接成10的进位关系，即接成100进制计数器，然后记到24时，十位 各位同时清零，记到24时，十位q1=1，个位q2=1，时、分、秒的设计由于74ls90同步清零，异步置数。故秒的清零由秒的十位满五则清零。秒的脉冲直接用秒脉冲提供。设：秒的清零信号为y、分即在秒清零的同时产生一

7、个分的cpm=ab同理分的清零由分的十位满五则清零。在清零的同时产生一个小时的cph=在小时满二十三时产生一个小时的清零信号和一个星期的脉冲和天的脉冲1. 计时电路计时电路共分三局部：计秒、计分和计时。其中计秒和计分都是60进制，而计时为24进制。难点在于三者之间进位信号的实现。(1) 计秒、计分电路个位向十位的进位实现。用两片74LS90异步计数器接成一个异步的60进制计数器。所谓异步60进制计数器，即两片74LS90的时钟不一致。个位时钟为1Hz方波来计秒，十位计数器的时钟信号需要从个位计数器来提供。进位信号的要在十个秒脉冲中只产生一个下降沿，且与第十秒的下降沿对齐。只能从个位计数器的输出

8、端来提供，不可能从其输入端来找。而计数器的输出端只有Q0、Q1、Q2、Q3四个信号，要么是其中一个，要么是它们之间的逻辑运算结果。把个位的四个输出波形画出来，如图5-37所示。由于74LS90是在时钟的下降沿到来时计数，所以Q3正好符合要求，在十秒之只给出一个下降沿，且与第十秒的下降沿对齐。Q2虽然也只产生一个下降沿，但产生的时刻不对。这样，个位和十位之间的进位信号就找到了，把个位的Q3(11端)连接到十位的CKA(14端)上。六十进制的实现。当计秒到59时，希望回00。此时个位正好是计满十个数，不用清零即可自动从9回0；十位应接成六进制，即从05循环计数。用异步清零法，当6出现的瞬间，即Q3

9、Q2Q1Q0=0110时，同时给R0(1)和R0(1)高电平，使这个状态变成0000，由于6出现的时间很短，被0取代。接线如图5-38所示。当十位计数到6时，输出0110，其中正好有两个高电平，把这两个高电平Q2和Q1分别接到74LS90的R0(1)和R0(1)端，即可实现清零。一旦清零，Q2和Q1都为0，不能再继续清零，恢复正常计数，直到下次再同时为1。计秒电路的仿真图如图5-38所示，计分电路和计秒电路是完全一致的，只是周期为1S的时钟信号改成了周期为6即1分的时钟信号。(2) 计时电路用两片74LS90实现二十四进制计数器，首先把两片74LS90都接成十进制，并且两片之间连接成具有十的进

10、位关系，即接成一百进制计数器，然后在计到24时，十位和个位同时清零。计到24时，十位的Q1=1，个位的Q2=1，应分别把这两个信号连接到双方芯片的R0(1)和R0(2)端。如个位的Q2接到两个74LS90的R0(1)清零端，十位的Q1接到两个74LS90的R0(2)清零端。计时电路的个位时钟信号来自秒、分电路产生59分59秒两个信号相与的结果，计分和计时电路可以先单独用秒脉冲调试，以节省时间。联调时，可把秒脉冲的频率加大。以上三局部电路接起来就是一个简单的无校时和报时的数字钟2. 校时电路接下来把校时电路加上。校时电路主完成校分和校时。选择校分时，拨动一次开关，分自动加一；选择校时时，拨动一次

11、开关，小时自动加一。校时校分应准确无误，能实现理想的时间校对。校时校分时应切断秒、分、时计数电路之间的进位连线。A去抖动电路去抖动电路主要是由两个与非门构成的低电平触发有效的RS锁存器，SW1为校时拔动开关，无论校分或校时都拨动该开关。拨动一个来回，在U16:B与非门的输出端产生一个稳定的下降沿。B选择电路SW2 和SW3都拔到左边，选择校时；SW2 拔到右边、SW4拔到左边，选择校分；如果正常计数时，SW3 和SW4都拔到右边，与校时电路断开联系。3. 整点报时电路所谓整点报时，只报时不报分。为了简化电路，每当计到59分50秒时开场报时，响一秒停一秒，正好响五次。前四次为低音，最后一响为高音

12、。 (1) 报时开场信号计到59分50秒时，分和秒计数器的状态如下：分十位：Q3Q2Q1Q0=0101 分个位：Q3Q2Q1Q0=1001秒十位：Q3Q2Q1Q0=0101 其中，计到59分的信号已有，如图5-42中所示。只需把它和计秒电路的十位中的Q2Q0相与作为开场报时的一个条件即可。见图5-44，U17:A和U6:F组成的与门输出即为报时开场信号。(3)报时把上述分析得到的报时开场信号分别和两个报时锁存信号相与，产生两路报时锁存信号，如图5-44，上面一路为高音报时锁存，下面一路为低音报时锁存。图中左面三个与非门实现的是与或逻辑，前面已经有介绍。上下两路报时锁存信号分别与1kHz和500

13、Hz的音频信号(20Hz20kHz)相与或来驱动数字喇叭，实现整点报时功能。这里喇叭使用元件SOUNDER，它接收数字信号。需要说明的是，调试时，可以把59分50秒这个报时开场信号直接用高电平取代，这样比拟省时。另外实际连接电路时，可用555定时器产生一个1kHz的方波，再经D触发器二分频得到500Hz的方波信号。计时电路的1Hz方波也可由555定时器产生，但由于标准电阻和电容值的选择会带来一些积累误差，也可选用其他更准确的振荡电路来实现。系统调试安装完成后，就可以直接使用，按照说明书上的方法进展时钟调整就可以直接使用了，方便快捷 ，只要安装正确就无需调整。设计总结通过此次的实训后，自己学会了

14、许多的东西。首先它培养了我们小心、慎重的工作作风。在开场的时候，教师给我们讲了数字电路对万年历的重要性，给我们复习了数字电路的相关知识。教师给我们讲了以后，发现不懂的还太多太多，还得课下会寝室复习数字电路相关的知识。再后来，教师详细的给我们讲了万年历的详细原理并在黑板上给我们画出了详细的步骤。之后教师又给我们讲了贴片元器件以及它在现在电子电路中的重要性。随着科学技术的不断进步，现在的集成元器件和贴片元器件也越来越多，功能也越来越强大，这让我们对电子元器件有了更多的了解。让我们在以后的生产生活中选择电子元器件有了更多的选择。懂了原理和贴片的焊接之后，就开场了我们的元器件的焊接 ，下面来说说贴片元

15、器件的焊接技术。焊接贴片元件总体而言是固定焊接清理这样一个过程。其中元件的固定是焊接好坏的前提，一定要有耐心，确保每个管脚和其所对应的焊盘对准准确。在焊接多管脚芯片时，对管脚被焊锡短路不用担忧，可以用吸锡带进展吸焊或者就只用烙铁利用焊锡熔化后流动的因素将多余的焊锡去除。当然这些技巧的掌握是要经过练习的。限于篇幅原因，这里只对一种多管脚的芯片进展了焊接演示，对于众多其他类型的多管脚的贴片芯片，其管脚密集程度、机械强度、数量等在不一样的情况下相应的焊接方法也是根本一样的，只是细节处理稍有不同。因此，要想成为一个焊接贴片元件的高手，就需要多练习从而提高熟练程度。如果条件允许，如有旧电路板旧芯片之类的可以拿来多熟练。经过这次实训，我了解到了知识的广阔和各个知识之间的重要联系，同时也对贴片元器件的焊接、技巧、印制电路板图的设计与工艺流程有了新的了解和认识。这些东西考察了我们的综合能力，就焊接贴片元器件来说，焊接好它就得一步步的来，沉着冷静。就和做其他事情一样。要