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电工电子综合试验
〔 〕
多功能数字计时器设计
:
学号:
专业:通信工程
学院:电子工程与光电技术学院
- -.可修编- .
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指导教师:
完成时间:
目录
一、设计容简介.................................................................................................................................3
二、设计要求.....................................................................................................................................3
三、设计原理.....................................................................................................................................3
1、整体电路设计原理........................................................................3
2、各局部电路的设计及原理............................................................4
〔1〕脉冲电路...................................................................................................................4
〔2〕计时电路...................................................................................................................5
〔3〕译码显示电路...........................................................................................................6
〔4〕清零电路...................................................................................................................7
〔5〕校分电路...................................................................................................................8
〔6〕报时电路...................................................................................................................9
3 、附加电路:起停电路设计及原理 (7 分 57 秒自动停顿 5 秒). .10
4、电路仿真波形..............................................................................11
〔1〕秒个位波形.............................................................................................................11
(2)秒十位波形..................................................................................................................12
(3)分位波形......................................................................................................................13
四、实验中遇到的问题及解决方法...............................................................................................13
五、实验心得...................................................................................................................................14
六、附录...........................................................................................................................................15
1、器件清单......................................................................................15
2、各元件的引脚图及功能表..........................................................16
3、总电路图......................................................................................19
4、参考文献......................................................................................21
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一、设计容简介
本实验采用中小规模集成电路设计一个数字计时器。要求可以完成 0 分 00
秒~9 分 59 秒的计时功能,并在控制电路的作用下具有开机清零,快速校分,
整点报时的功能。数字计时器是由脉冲发生电路,计时电路,译码显示电路,
和控制电路等几局部组成。其中控制电路由清零电路,校分电路和报时电路组
成。
二、设计要求
1、设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣
器的脉冲信号。
2、设计一个计时电路,完成 0 分 00 秒~9 分 59 秒的计时功能。
3、设计报时电路,使数字计时器从 9 分 53 秒开场报时,每隔一秒发一声,共
发三声低音,一声高音;即 9 分 53 秒、9 分 55 秒、9 分 57 秒发低音〔频
率 1kHz〕,9 分 59 秒发高音〔频率 2kHz〕。
4、设计校分电路,在任何时候,拨动校分开关,可以 2HZ 进展校分。
5、设计清零电路,具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关 ,
可以进展计时器清零。
6、系统级联调试,将以上电路进展级联完成计时器的所有功能。
7、可增加数字计时器附加功能,例如数字计时器定时功能、电路起停功能、
电路采用动态显示等。
三、设计原理
1、整体电路设计原理
数字计时器是由脉冲发生电路、计时电路、译码显示电路和控制电路等几
局部组成的,其中控制电路由校分电路、清零电路和报时电路组成。其中由秒
脉冲电路为计时器提供 1hz 的计时脉冲,而计时电路那么完成相应的计时功能,
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并由显示电路显示出来,控制电路那么均与计时电路有关。具体的原理框图如
下:
2、各局部电路的设计及原理
〔1〕脉冲电路
器 件 : 32768Hz 晶 体 管 、 20MΩ 电 阻 、 20PF 电 容 、 10PF 电 容 、
CC4060、74LS74
功能:为计时电路提供计数脉冲。
原理:实验中采用 32768Hz 的石英晶体多谐振荡器作为脉冲信号源。经
分频器 CD4060 的多级分频,从 Q14 可获得 2Hz 输出信号〔Q4 和 Q5 提供
2kHZ,1kHZ 留报时电路备用〕。再将 2Hz 的脉冲信号经二分频电路得到
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1Hz 的秒脉冲信号。二分频电路由 D 触发器实现。将 D 触发器的 D 端与 端
接在一起实现,Q 端的输出信号即为 1Hz 的秒脉冲信号。
〔2〕计时电路
器件:CD4518、74LS161、74LS00
功能:完成 0 分 00 秒~9 分 59 秒的计时功能
原理:计时电路由分计数器、秒十位计数器、秒个位计数器构成。秒个位
计数器用 CD4518A 直接实现十进制计数功能;秒十位计数器是由 74LS161
做成一个从 0000~0101 的模六计数器实现;分位也是用 CD4518A 直接实现
十进制计数功能。将脉冲信号发生器生成的 1HZ 脉冲信号送入秒个位计数器
〔CD4518A〕的 CP 端,秒个位的 Q1、Q4 通过一个与非门接入 74LS161 的
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