数字钟课程设计报告报告

-.z课程设计报告设计名称：数字钟的设计系别：学生**：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间:2010至2011学年第2学期设计题目LED数码显示钟的设计二、主要内容1、工作原理电子钟是一个将“时〞，“分〞，“秒〞显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个根本的数字钟电路主要由译码显示器、“时〞，“分〞，“秒〞计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒〞计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器〞，“秒计数器〞采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲〞信号，该信号将作为“分计数器〞的时钟脉冲。“分计数器〞也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲〞信号，该信号将被送到“时计数器〞。“时计数器〞采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时〞、“分〞、“秒〞计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时〞、“分〞、“秒〞显示数字进展校对调整。根据电路原理图，LM8560〔IC1〕是50/60Hz的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只管脚，1-14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端，20脚为负电源端，27脚是内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出。T1为降压变压器，经桥式整流〔VD6-VD9〕及滤波〔C3、C4〕后得到直流电，供主电路和显示屏工作。当交流电源停电时，备用电池通过VD5向电路供电。CD4060(IC2)、JT、R2、C2构成50HZ的时基电路，CD4060内部包含14位二分频和一个振荡器，电路简洁，30720HZ的信号经分频后，得到50HZ的信号送到LM8560的25脚，并做秒信号经VT2、VT3驱动显示屏内的冒号闪动。当调好定时时间后，并按下开关K1〔白按钮〕，显示屏右下方有绿点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。在面板上从左到右，存在五个微动开关，分别是S4、S3、K1、S2、S1，S1调小时，S2调分钟，S3调时钟，S4调定时，K1定时报警开关。调时钟时，需按下S3的同时按动S1，即可调小时数；按下S3的同时按动S2可调分钟数。调定时报警时，需按下S4的同时按动S1即可调小时数，按下S4的同时按动S2可调分钟数，事实上是闹铃数2、电路原理图芯片LM8560和CD4060的工作原理〔1〕LM8560集成电路采用28脚双列直插式封装，内含显示译码驱动电路、12/24小时选择电路以及其他各种设置报警等电路。它具有较宽的工作电压*围〔7.5-14V〕和工作温度*围〔20C--+70C〕。它自身功能消耗很小，输出的能直接驱动发光二极管显示屏。如下列图：CD4060由一振荡器和14极二进制串行计数器位组成，振荡器的构造可以是RC或晶振电路。CR为高电平时，计时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展计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。CD4060提供了16引线多层陶瓷双列直插〔D〕、熔封陶瓷双列直插〔J〕、塑料双列直插〔P〕和陶瓷片状载体〔C〕4种封装形式。如下列图：4、整流电路局部的工作原理桥式整流器是利用二极管的单向导通性进展整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。如下图：工作原理桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成"桥"式构造,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克制了它的缺点。桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz、D3通电回路,在Rfz,上形成上正下负的半波整洗电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz

、D4通电回路,同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。桥式整流器是由多只整流二极管作桥式连接，外用绝缘塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流效率高，稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向峰值电压从50V到1000V。电路形式：VD1VD1VD3VD2VD4RLTr+-u1+-u2负载+-u0电源变压器Tr的作用是将220V交流电u1变换成整流所需的较低的交流电u2。假设变压器初级绕组的匝数为N1，次级绕组的匝数为N2，则U1/U2=N1/N2=k〔变压比〕；变压器起到隔离市电电源的作用。二极管VD1~VD4起整流作用，称为整流元件，它们组成桥式电路构造。整流过程〔假设输入为正弦交流电〕RRLTr+-u1VD3VD1VD2VD4+-u2AB+-u0uu2tu0tVD1VD1VD3ABRLTr+-u1+-u2+-u0当为u2正半周时，A点电位最高，B点的电位最低。二极管VD1和VD2导通〔相当于闭合的开关〕；二极管VD1和VD3截止〔相当于断开的开关〕。在u2正半周作用下，电路中有电流流动，其通路为：AVD1RLVD3B负载电阻RL上电流的方向由上至下，产生上正下负的电压u0。RRLTr-+u1VD3VD1VD2VD4-+u2u0+-ABuu2tu0tRRLTr-+u1AB-+u2当为u2负半周时，A端电位最低，B点的电位最高。二极管VD2和VD4导通〔相当于闭合的开关〕；二极管VD1和VD3截止〔相当于断开的开关〕。在u2负半周作用下，电路中有电流流动，其通路为：BVD2RLVD4A负载电阻RL上电流的方向由上至下，产生上正下负的电压u0。结论：无论输入电压是正半周还是负半周，负载RL的电流方向始终是从上向下，所以产生的电压降也是同一方向〔电压都为上正下负〕。uu2t02u0t02正弦交流电脉动直流电整流正半周VD1、VD3导通，有电流流过，VD2、VD4截止，无电流流过。负半周VD2、VD4导通，有电流流过，VD1、VD3截止，无电流流过。5、元件清单序号名称名称规格用量位号1集成电路LM8560(3450)1IC12集成电路CD40601IC23二极管IN40019D1~D94三极管90132VT3.VT45三极管90121VT26三极管80501VT17显示屏FTTL-655G1LED8晶振30.720K1JT9蜂鸣器Φ12*91BL10电源变压器220V/9V/2W111电阻1K1R712电阻6.8K313电阻10K1R314电阻120K1R115电阻1M1R216瓷片电容20P1C217瓷片电容103P1C118电解电容220μF1C319电解电容1000μF1C420轻触开关6*6*174S1~421自锁开关7*71K122按键帽123集成插座28密脚124集成插座16脚125偏插头1.2M126排线8cm*18蕊127导线1.0*60mm428电池极片129前后壳电池盖前后壳电池盖330螺丝PA3*6mm531螺丝PA3*8mm132热缩管Φ3*20mm233说明书说明书134线路板1三、具体要求〔1〕在动手焊接之前请先用万用表检测各元件。〔2〕安装时请先装低矮和耐热的元件(如电阻)，然后再装大一点的元件，最后装怕热的元件(如三极管、集成电路等)电阻的安装：请将电阻的阻值选择好后，根据两孔的距离可采用立式紧贴电路板安装。电解电容器、二极管、三极管安装时注意极性，电解电容器C4紧贴电路板卧式安装，C3紧贴电路板立式安装；二极管紧贴电路板立式安装；三极管安装时注意型号。轻触开关和自锁开关紧贴电路板安装。〔3〕捧线两端去塑料皮上锡后，一端按电路原理图的序号接LCD的显示屏，另一端接电路板。蜂鸣器安装时注意接线，在蜂鸣器的两端分别焊接红、黑导线，导线的另一端分别接电路板的BL+BL-。另外，电路板上还有4根跳线(J1CJ4)，用其它元件多余的引脚线充当。〔4〕将热缩管套在电源变压器初级线圈的导线上，然后把插头电源线与初级线圈的导线焊在一起，移动热缩管至焊接处，确保使用时的平安。〔5〕变压器安装在前盖两个高的座上，用螺钉固定，接入电路时注意分清初、次级。蜂鸣器装在前盖的共振腔座孔中，用胶、电烙铁点一下固定。显示屏和电路板分别用四颗自攻螺钉固定，电路板与显示屏之间的排线折成S形，防止排线在焊接处折断。电源线卡好后引出壳外，电池弹簧依顺序安好。前盖和后盖对好后扣好，再用自攻螺钉固定即可。四、进度安排周一~周二听教师讲解，查阅资料，了解各元件的工作原理周三将各元件安装在PCB版上，保证安装正确并焊接(除VD3、LCD屏)周四检查电路，焊接VD3、LCD屏周五调试、验收五、心得体会这一次的实习，让我更多的接触了专业知识，LED数码显示钟的设计是在我们学习了数字电子技术和电路原理的根底上的一个综合性的实验！在为期一周的动手实践中，我们了解了数字电子钟的工作原理，芯片LM8560和CD4060的工作原理。同时也复习了如何利用色环来区分电阻的大小，又重新认识了二极管，三极管，电容等电子元器件！在最后的调试过程中，我一开场出现的是乱码，在教师和同学的指导和帮助下，我找到了问题的根源是在焊接芯片时把引脚焊在了一起，LED显示屏的导线接点也连在一起。在以后的焊接中知道了要细心，耐心，做事情不能大而化之，草草了事！在经过重新焊接后，我的数子显示钟终于可以运行了！再接通电源的时候要注意导线和插头的接线处不能碰到一起，要用胶带把它粘好，一定要注意用电的平安！通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决