数字电子钟制作与调试报告ggsv.docx

计算机软件学院计算机学学院（软软件学院院）数字电子子钟制作作与调试试报告（20110 /20111 学年 第 2 学期期）专业名称称： 计算算机应用用技术课程名称称： 数数字电路路应用主讲教师师：陶洪指导教师师：陶洪班 级：计应1101姓 名：邢芳学 号：1000814431004成 绩：目录一、概述述21.数字字电子钟钟的主要要功能22 2.数字字电子钟钟的使用用方法22 二、总体体方案设设计2 1.原理理框图33 2.工作作原理33 3.各功功能模块块简介44 三、各单单元电路路设计44 1.显示示电路44 2.信号号电路55 3.计时时电路55 4.校时时电路66 5.报时时电路77 四、安装装、调试试方法设设计7 1.显示示电路安安装与调调试7 2.信号号电路安安装与调调试8 3.计时时电路安安装与调调试8 4.校时时电路安安装与调调试9 5.报时时电路安安装与调调试10 五、制作作、调试试中出现现的主要要问题及及解决办办法100 六、图纸纸10 1.原理理图111 2.元器器件布置置图111 七、元器器件汇总总表122 八、使用用工具、仪仪器、设设备清单单13 一、概述述1. 数字电子子钟的主主要功能能（1） 能进行小小时、分分、秒显显示。（2） 能进行小小时、分分、秒设设置。（3） 能实现整整点报时时。（4） 能通过设设置，实实现任意意时间报报时。2. 数字电子子钟的使使用方法法用微动开开关调节节LEDD数码显示示器，调调到599minn50ss以下，等等待蜂鸣鸣器响，当当显示器器在599minn50ss599minn58ss时，110244HZ信信号以11HZ频频率驱动动蜂鸣器器发出低低声，到到59mmin559s时时，20048HHZ信号号以1HHZ频率率驱动蜂蜂鸣器发发出高音音。二、 总体方案案设计1. 原理框图图2. 工作原理理数字电子子钟是一一个将“时”，“分”，“秒”显示于于人的视视觉器官官的计时时装置。一一个基本本的数字字钟电路路主要由由译码显显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。该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”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED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”显示数字进行校对调整的。3. 各功能模模块简介介显示电路路：显示示电路的的目的是是要将“秒”、“分”、“时”的状态态显示成成清晰的的数字符符号，这这需要将将计数器器的状态态经译码码器进行行译码，并并通过显显示器将将其显示示出来。信号电路路：信号号产生电电路就是是为数字字电路提提供满足足一定频频率的脉脉冲信号号。在数数字电子子钟中，必必须产生生频率为为1Hzz（周期期为1ss）的基基准计时时信号。另另外还要要产生110244Hz和和5122Hz的的报时信信号，以以及产生生4Hzz 、64HHz、5122 Hzz校秒、校校分、校校时信号号。计时电路路：根据据 “60秒为为1分”、“60分为为1小时”、“24小时时为1天”的计数数周期，实实现“秒”、“分”、“时”的计时时功能。最最后将“秒”、“分”、“时”的状态态经译码码器进行行译码，并并通过显显示器将将其显示示出来（即即前面介介绍的译译码显示示电路）。校时电路路：当秒秒信号不不准确时时，时钟钟就会走走慢或走走快，这这时需要要用另一一路脉冲冲信号实实现校时时，这里里称其为为校准脉脉冲信号号。校准准的原理理，就是是使时钟钟的小时时、分钟钟或秒钟钟在校准准脉冲的的作用下下快速改改变数值值，直到到和标准准时间一一致。 报时电路路：时钟用用声音的的形式传传达时间间信息，这这就是报报时。利利用中小小集成电电路设计计一款能能实现整整点报时时的时钟钟，当时时间到达达整点前前10秒秒进行蜂蜂鸣报时时，其中中9声高音音，1声低音音。三、 各单元电电路设计计1.显示示电路(1)原原理图(2)工工作原理理接收计时时电路输输出的小小时、分分、秒信信号，并并将接收收到的小小时、分分、秒信信号通过过合适的的显示方方式显示示出来。(3)元元件选择择显示器件件为共阴阴极LEED数码码显示器器，限流流电阻选选择1kk、18W的的金属膜膜色环电电阻；BBCD-七段锁锁存译码码驱动器器45111，1104去去耦电容容。电源源电路：电解电电容，二二极管，电电阻，发发光二极极管2.信号号电路(1)原原理图(2)工工作原理理为计时电电路提供供秒基准准信号；为校时时电路提提供频率率信号；为报时时电路提提供报时时所需的的高、低低音音频频信号及及报时音音时间间间隔控制制频率信信号。(3)元元件选择择14级振振荡、计计数、分分频器440600，石英英晶体振振荡器为为327768HHZ，集集成芯片片双D触触发器774744，电容容30ppF，电电阻200M，1104滤滤波电容容。3.计时时电路(1)原原理图(2)工工作原理理 由秒计计数器、分分计数器器、小时时计数器器构成，它它从秒计计数器输输入端接接收秒基基准信号号和校秒秒、校分分、校小小时信号号，以884211BCDD码的形形式向显显示器电电路提供供信号（显显示电路路用BCCD译码码器45511进进行译码码），并并为报时时电路提提供时间间信号。(3)元元件选择择双BCDD码计数数器45518，TTTL二二输入端端四“与”门74408，1104滤滤波电容容4. 校时电路路(1)原原理图(2)工工作原理理由校时按按钮和频频率信号号选择电电路及其其控制信信号产生生电路等等组成，它它接收信信号电路路产生的的秒基准准信号和和校小时时、校分分、校秒秒信号，并并通过操操作校时时按钮选选择这些些信号的的输出时时机。(3)元元件选择择数据选择择器7441511，优先先编码器器741147，44位微动动开关，AA1033G,44P集成成电阻，1104滤滤波电容容。5.报时时电路(1)原原理图(2)工工作原理理由整点报报时时间间控制电电路、报报时音频频电路、音音频输出出电路等等组成，它它是从计计时电路路获取时时间信息息，从信信号电路路获取音音频信号号、报时时音时间间间隔控控制频率率信号，生生成报时时音频，经经驱动后后从发声声元件输输出。(3)元元件选择择TTL二二输入端端四“与非”门74400，TTTL四四输入端端双“与非”门74420，TTTL八八输入端端“与非”门74430， HC-120085-42RR型无源源蜂鸣器器，滤波波电容1104，11/8WW、1KK金属膜膜电阻，续续流二极极管INN41118，三三极管990133四、 安装、调调试方法法设计1. 显示电路路安装与与调试右上角部部分为电电源接入入电路，其其他部分分为显示示线路(1) 显示电路路安装按照限流流电阻、管管座、去去耦电容容、连线线、插集集成块顺顺序安装装与焊接接，集成成块缺口口向左。(2) 电源接入入电路安安装按电阻、二二极管、插插座、发发光二极极管、电电解电容容的顺序序进行安安装与焊焊接。(3)显显示电路路调试通电前检检查电源源线与地地线是否否短路，连连线是否否正确，集集成块是是否插反反等；电源接入入电路：拔出所所有集成成块，将将电源插插头线正正极接直直流电源源的+55V，负负极接地地，打开开直流电电源看电电源指示示灯是否否亮，用用万用表表测量输输出电压压是否超超过4VV；显示电路路：不用用直流电电源，把把万用表表的黑表表笔搭在在地线上上，红表表笔依次次与LEED数码码显示器器的a-g引脚脚（限流流电阻的的一端）触触碰，看看LEDD数码显显示器是是否与对对应的笔笔画依次次点亮，然后将红表笔与4511的一端（限流电阻的一端）碰触，看LED数码显示器是否对应的笔画依次点亮，如果亮，限流电阻与LED显示器无故障，在45111输入入端D、CC、B、AA分别接接入00000、000011、10001时时，如果果LEDD能显示示0-99，且当当45111四个个输入端端分别接接入10010、110111、11111时时LEDD数码显显示器无无显示，则则45111无故故障。2.信号号电路安安装与调调试(1)信信号电路路安装 按按电阻、管管座、电电容、石石英振荡荡器、连连线安装装与焊接接，石英英振荡器器的管脚脚应小心心折断。(2)信信号电路路调试通电前进进行短路路、开路路、接线线、极性性、集成成块缺口口方向等等常规检检查，用用万用表表检测440600，Q133、Q112、QQ11、QQ9、QQ8、QQ7、QQ6、QQ5、QQ4、QQ3端输输出依次次为2HHZ、44HZ、88HZ、332HZZ、644HZ、1128HHZ、2256HHZ、5512HHZ、110244HZ、220488HZ，由由于万用用表反应应不够快快，可能能只能检检测到QQ13、QQ12的的高、低低电平的的变化；用万用用表检测测74774的55号脚是是否有频频率输出出。3计时时电路安安装与调调试(1)计计时电路路安装原来的计计时电路路安装了了三个445188、一个个74008和四四个电容容，方法一：将三个个45118改成成6个7741661，一一个74408改改成一个个74000；7741661与445188不同，它它不是BBCD码码计数器器而是二二进制计计数器。方法二：用三个个45220代替替三个445188，因为为45220与445188的引脚脚图和真真值表完完全相同同，所不不同的仅仅仅是计计数的数数制不同同，45520为为二进制制计数器器(2)由由741161与与74000所构构成的计计时电路路（一部部分）(3) 计时电路路调试通电前检检查电源源线与地地线是否否短路，连连线是否否正确，集集成块是是否插反反等；分别调试试小时、分分、秒计计数器，在在个位计计数器的的始终输输入端加加入1HHZ或22HZ、44HZ信信号，如如果秒显显示器显显示数据据在059之之间循环环计数，则则秒计数数器正常常；把秒进位位与分计计数器的的计数输输入端相相连，在在秒输入入端加入入64HHZ或1128HHZ、2256HHZ信号号，如果果秒计数数器能正正常向分分计数器器进位，则则为正常常；把分进位位与小时时计数器器的计数数输入端端相连，在在秒输入入端加入入20448HZZ信号，如如果分计计数器能能正常向向小时计计数器进进位，为为正常。4.校时时电路安安装与调调试(1)校校时电路路安装安装一个个741171、一一个7441477、一个个微动开开关、一一个集成成电阻和和两个1104电电容；将将741151的的X4、XX5、XX6、XX7分别别接20048HHZ、664HZZ、2HHZ、11HZ信信号，XX0、XX1、XX2、XX3接地地,C接接高电平平。(2)校校时电路路调试 通通电前检检查电源源线与地地线是否否短路，连连线是否否正确，集集成块是是否插反反等；测试信号号产生电电路：拔拔出7441477，操作作开关，用用万用表表测量7741447的55、6、77脚。开开关断开开时输出出455V，合合上时，输输出0V； 测试7741447：插插上7441477，拔出出741151，操操作开关关进行校校时、校校分、校校秒信号号，用万万用表测测量7441477的Q00、Q11,看是是否为111、110、001、000测试7441511：插上上741151，给给741151一一个1HHZ信号号，在QQ端能用用万用表表检测出出明显高高、低电电平变化化。5.报时时电路安安装与调调试（1）报报时电路路安装安装74430、774200、74400、电电阻、二二极管、三三极管、蜂蜂鸣器各各一个，电电容四个个；注意意二极管管、三极极管、蜂蜂鸣器的的极性。（2）报报时电路路调试 通电电前检查查电源线线与地线线是否短短路，连连线是否否正确，集集成块是是否插反反等； 测试试音频信信号驱动动电路：拔出774000，给三三极管的的基极加加一个220488HZ的的信号，蜂蜂鸣器发发出鸣叫叫声，电电路正常常； 测试试音频信信号合成成电路：插上774000，拔出出74330，在在74330输出出引脚上上加一个个1HZZ信号，蜂蜂鸣器以以1HZZ频率发发出鸣叫叫声，电电路正常常。五、制作作、调试试中出现现的主要要问题及及解决办办法问题1：在信号号电路中中，集成块块74774的55号脚无无信号输输出；解决方法法：用万万用表检检测集成成块74474的的3号脚脚与集成成块40060的的3号脚脚是否导导通，发发现两集集成块之之间的连连线是导导通的，然然后用万万用表检检测74474的的2号脚脚与6号号脚是否否导通，发发现也是是导通的的，再检检测74474的的管脚时时候有短短路现象象，发现现74774的22号脚不不仅与66号脚导导通也与与7号脚脚导通，原原因是焊焊导线时时，锡粘粘到了77号焊盘盘上，除除去多余余的焊锡锡。问题2：在计时时电路中中，进行行60进进制检测测时，分分计数器器显示超超过600；244进制检检测时，小小时计数数器从00-4显显示；解决方法法：先用用万用表表检测集集成块电电源线与与地线是是否接了了，然后后在检测测连接的的导线是是否导通通的同时时检查有有无少接接或多接接导线，发发现分计计数器的的451185号号脚与774088的5号号脚之间间的连线线不通，可可能是焊焊盘上锡锡中的松松香没有有完全融融化，重重新焊接接下，导导线导通通；发现现小时计计数器445188的4号号脚与774088的1号号脚没有有连接导导线，重重新连接接导线。问题3：在校时时电路中中，从7741551的55号脚引引出一个个信号给给秒计数数器的110号脚脚，LEED显示示器无反反应;解决方法法：拔出出741151，用导线从信号电路7474的5号脚引出一个信号给秒计数器10号脚，发现LED显示器正常运行，确定74151出错，插上74151，用万用表检测，发现电源线没有接，重新连接电源线。问题4：在报时时电路中中，报时时声音是是“8高22低”解决方法法：因为为出现22个低音音，所以以先找到到74000的11（S33）号和22(S00)号引引脚,用用万用表表检测，发发现两根根导线都都接到了了秒计数数器的111号线线上了，重重新将774000的1号号线接到到秒计数数器的114号脚脚上。六、图纸纸1.原理理图2.元器器件布置置图七、元器器件汇总总表序号名称型号/参参数数量功能1数码显示示器SM12205551K-10PP(共阴阴、红色色、0.5)6显示数字字2BCD七七段锁存存译码驱驱动器CD455116译码、信信号锁存存、信号号驱动314级振振荡计数数分频器器CD400601可振荡、计计数、分分频4双D触发发器74HCC741具有两个个功能完完全相同同、完全全独立的的D触发发器5双BCDD码计数数器CD455183计数、数数据保持持、数据据清零和和两种触触发方式式6二输入四四与门74HCC081内部集成成四个二输输入与门门7数据选择择器74HCC15111主要实现现八以内内的数据据选择器器，还可可实现八八个以上上数据选选择器、可可编程序序列信号号发生器器8优先编码码器74HCC14771输出为884211BCDD码的发发码且输输入具有有优先级级，常用用于键盘盘编码9二输入四四与非门门74HCC001内部集成成四个二二输入与与非门10四输入双双与非门门74HCC201内部集成成两个四四输入与与非门11八输入与与非门74HCC301内部集成成一个八八输入与与非门12微动开关关4位1调节频率率13排阻A1033G,44P1防止元器器件由于于电流过过大而烧烧坏14蜂鸣器HC-1120885-442R1发声15电解电容容16V,1000uf1充电和放放电16电容1041717电容30P218发光二极极管1具有单项项导电性性、钳位位电压，直直接将电电能转变变为光能能19整流二级级管IN400011将交流电电能转变变为直流流电能20三极管901331电流放大大21电阻1K44防止元器器件由于于电流过过大而烧烧坏22电阻20M123电阻100124石英晶体体振荡器器327668HZZ1使振荡电电路获得得很高的的频率稳稳定度25电源插头头、插座座2P1输入电流流26双列直插插式管座座40P1.5插集成块块27双列直插插式管座座16P1228双列直插插式管座座14P529单列直插插式管座座4P130数字电子子钟PCCB1八、使用用工具、仪仪器、设设备清单单 工具具： 220-330W的的内热式式电烙铁铁，焊锡锡与助焊焊剂，松松香，尖尖嘴钳，偏偏口钳，镊镊子，小小刀，吸吸锡器。仪器：直直流电源源，数字字万用表表，示波波器。- 21 -