数字钟设计电子技术课程设计.ppt

1、 电子技术课程设计电子技术课程设计一一.意义、要求意义、要求 综合运用电子技术课程所学知识，综合运用电子技术课程所学知识，设计、安装、调试具体的电子线路，设计、安装、调试具体的电子线路，写出设计报告。初步了解工程设计实写出设计报告。初步了解工程设计实践的一般过程、步骤，初步掌握其一践的一般过程、步骤，初步掌握其一般技能。般技能。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：根据设计过程中各方面情况评定成绩：优、良、中、及格、不及格。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）设计（介绍方案，画系统图、连线图）2.2.组装、调试（约组装、调

2、试（约3 3天）天）3.3.总结报告总结报告四四.方案介绍方案介绍 5.7 5.7 数字电子钟计时系统数字电子钟计时系统一一.设计任务和基本要求设计任务和基本要求 用中、小用中、小规规模集成模集成电电路路设计设计一台能一台能显显示示时时、分、秒的数、分、秒的数字字电电子子钟钟，基本要求如下：，基本要求如下：采用采用LED显示累计时间显示累计时间“时时”、“分分”、“秒秒”。具有校时功能。具有校时功能。具有整点报时功能。具有整点报时功能。二二.设计方案设计方案 数字钟（石英钟）数字钟（石英钟）走时准确、价格低廉、方便实用。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

3、组成：振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器译译码码时计数时计数/24进制进制译译码码分计数分计数/60进制进制译译码码秒计数秒计数/60进制进制晶体振荡器晶体振荡器分频器分频器校时电路校时电路分信号分信号时信号时信号时、分、秒时、分、秒计数计数译码、显示译码、显示秒秒信号产生信号产生校时校时秒信号秒信号(1Hz)32768Hz1.秒信号发生器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。钟的准确度。1Hz14级级2分频分频DCPQQCD4060CD40132Hz32768Hz1MW W10KW W100pf100pf3

4、2768Hz10118123CP1CP0GNDCrQ13215石英晶体振荡器石英晶体振荡器214分频分频2分频分频秒秒信号信号+VDD16说明：说明：Q4Q1310个个输出端输出端Q13214分频分频Q12213分频分频Cr清零清零端（高电平有效）端（高电平有效）RSDCPQn+100000011100011QQSRDCPCD406014级串行级串行二进制二进制计数器计数器/分频器和振荡器分频器和振荡器VDD16 15Q10Q814 13Q912 11109CrCP1CP0CP012Q11345678CD4060Q12Q13Q6Q5Q7Q4GNDVDD142Q 2Q13122CP1110982

5、R 2D 2S121Q34567CD40131Q 1CP 1R 1D 1S GNDCD4013双双D主从触发器主从触发器 2.秒、分、时计数器秒、分、时计数器进行秒、分、时的计时，由两个进行秒、分、时的计时，由两个60进制和一个进制和一个24进制计进制计数器构成。数器构成。CD4029二二/十、加十、加/减、可预制的减、可预制的CMOS计数器计数器VDD16 15CP Q21413J21211109J1Q1B/DU/D12PE345678CD4029Q3J3J0CIQ0CO GND不能计数不能计数1CI允许计数允许计数0进位输入进位输入允许置数允许置数1PE不能置数不能置数0预置预置加法加法1

6、U/D减法减法0加加/减减二进制计数二进制计数1B/D十进制计数十进制计数0二进制二进制/十进十进制制功能功能状态状态输入输入管脚图见电子电路实验管脚图见电子电路实验与虚拟技术与虚拟技术P23000001000010011000010101001101110000110010000COCD4029时序图（十进制加法）时序图（十进制加法）（1）秒、分计数器）秒、分计数器60进制进制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5V秒秒脉冲脉冲分脉冲分脉冲01100000CD4081同步级联同步级联（2）时计数器

7、）时计数器24进制进制CD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5VCD4029Q3Q2Q1Q0B/DU/DPEJ3J0COCICP5V时脉冲时脉冲00100100CD4081异步级联异步级联CD4081四四2输入端与门输入端与门VDD1413 121110981234567GND管脚图见管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录电子电路实验与虚拟技术附录3.译码显示电路译码显示电路译码译码将计数器的将计数器的8421码转变为显示控制信号。码转变为显示控制信号。显示显示显示计时情况。显示计时情况。LED共阳显示器共阳显示器COMabcdefgDP360W Wabcdefg译码器译

8、码器DCBAQ3Q2Q1Q05V360W W74LS47BCD7段译码器段译码器/驱动器驱动器是一种与是一种与共阳极共阳极数字显示器配合使用的集成译码器。数字显示器配合使用的集成译码器。输出低电平有效。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见数字教材译码器7448。4.校时电路校时电路秒秒等待校时；等待校时；分、时分、时加速校时。加速校时。24进制计数器进制计数器（时）（时）60进制计数器进制计数器（分）（分）60进制计数器进制计数器（秒）（秒）5V5V5V10KW W10KW W10KW W秒信号秒信号(1Hz)秒

9、信号秒信号分信号分信号时信号时信号CPCPCPK3K2K1CD4011CD4011管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录管脚图见电子电路实验与虚拟技术附录要求：要求：1.画出数字钟电路的系统图（将图画出数字钟电路的系统图（将图5.7.2、5.7.3、5.7.4、5.7.5、5.7.6综合画在一张图中）。综合画在一张图中）。2.画出数字钟各个组成部分的连线图（重画出数字钟各个组成部分的连线图（重复部分可以省略）。复部分可以省略）。（每组一份）（每组一份）五五.组装、调试方法组装、调试方法1.1.组装：组装：原材料：数字集成器件、电阻、电容、晶体、原材料：数字集成器件、电阻、电容、晶体、按键（导线代替

10、）；若干导线、面包板。按键（导线代替）；若干导线、面包板。(展示实物并介绍）展示实物并介绍）VDD14 13 121110981234567GND+-5V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71070.1灰色灰色8108白色白色910950，20无色无色20红色（第一位数字）红色（第一位数字）紫色（第二位数字）紫色（第二位数字）橙色（乘数）橙色（乘数）金色（允许误差）金色（允许误差）固固定定式式电电阻阻色色标标法

11、法标称值标称值27KW W，允许偏差允许偏差5见P226总体布局：总体布局：公共的电源线（红线）、地线（黑线）（全部连通）。公共的电源线（红线）、地线（黑线）（全部连通）。TTL与与CMOS集成电路均采用集成电路均采用+5V电源电压供电。电源电压供电。布局合理：布局合理：时时分分秒秒显示显示译码译码计数计数其他其他工艺：工艺：整齐、美观、简洁、可靠。整齐、美观、简洁、可靠。(展示实物）展示实物）2.2.调试：调试：各个击破各个击破:振荡振荡分频分频计数、译码、显示（秒、分、时）计数、译码、显示（秒、分、时）校准校准调试手段：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。数字显示

12、器查看结果，万用表测试状态，示波器观察波形。常见故障：常见故障：接线错误，接触不良，元件损坏。接线错误，接触不良，元件损坏。查找方法：查找方法：观察法：检查接线，发现错误。观察法：检查接线，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。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。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。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）（备有专用仪器可供测试）六六.注意问题注意问题

13、1.1.安全：安全：人身安全，仪器安全，元件安全。人身安全，仪器安全，元件安全。避免以下几种情况：电源接反或过大避免以下几种情况：电源接反或过大，带电操作，管带电操作，管脚断裂（插、拔方法不得当）。集成元件输出端直接脚断裂（插、拔方法不得当）。集成元件输出端直接接地、接电源、相并。接地、接电源、相并。2.2.妥善保管元件、工具。妥善保管元件、工具。元件元件每组一套（清单见后）每组一套（清单见后）工具工具每组一套（清单见后）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）。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。工具丢失，赔偿原物。仪器定位，不能带出实验室。仪器

14、定位，不能带出实验室。3.3.独立完成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。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。周三下午之前完成。4.4.地点、时间地点、时间地点：模拟、数字电子技术实验室，相对固定。地点：模拟、数字电子技术实验室，相对固定。时间：时间：元件清单元件清单（每组一套）（每组一套）集成元件：集成元件：CC4029674LS476LED共阳显示器共阳显示器6CC40112CC40811CD40601CD40131电阻：电阻：360W W 61MW W 110KW W 4电容：电容：100pf2晶体：晶体：32768Hz1工具工具（每组一套）（每组一套）镊子、剪刀、剥线钳、尖嘴钳、表线、饭盒。镊子、剪刀、剥线钳、尖嘴钳、表线、饭盒。面包板面包板1六六.报告格式报告格式1.1.题目题目 班级班级 姓名姓名 合作者合作者2.2.设计要求设计要求3.3.方案简介方案简介（包括原理框图、各部分系统图、整体系统图）（包括原理框图、各部分系统图、整体系统图）4.4.有关元件资料有关元件资料5.5.故障分析；收获、体会。故障分析；收获、体会。+-5V