数字钟实验报告.doc

实 验 报 告 实验名称： 数字钟设计制作 学生姓名： 学 号： 专业班级： 电气信息类I096班 2010年 12 月 30 日 数字钟的设计制作 一、设计报告内容： 1.目的。 2.设计指标。 3.设计制作要求。 4.实验报告要求。 5.实验工具器件。 6.设计原理。 7.电路的安装调试与检测。 8.设计心得与体会。 二、实验目的： 1.使用protel等软件设计并制作一台数字钟。 2.掌握并熟练运用protel等软件设计原理图及pcb图。 3.熟练掌握pcb图的格局分布及布线，使得pcb图最简。 4.熟练掌握制版流程，并制作出一块合格的电路板。 5.熟练掌握元器件及飞线的焊接。 6.熟练掌握对制作成品的调试与测试。 7.制作能够正确实现其功能并能够进行校时与整点报时。 8.能够思考及解决在制作过程中出现的问题。 9.写出一份具体详细的数字钟设计制作实验报告。 三、设计指标： 1.设计出正确的原理图，并得到正确pcb图，并使用尽量少的飞线。 2.正确印制电路板。 3.正确焊接元器件及飞线。 4.正确调试数字钟成品。 5.得到能够正确实现其功能的数字钟，并能正确进行校时与整点报时。 四、设计制作要求： 1.画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2.设计各个功能模块的电路图。 3.选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4.在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。 5.小组内自行装配、接线和调试。尽量做到自己动脑、自己动手来解决问题。 五、报告要求： 试验报告做到言简意赅、条理清楚、主次分明，对于在设计制作过程中出现的问题及如何得到解决能够清楚地反映到报告上，尽量做到将设计制作的每个环节都在报告上面得到清晰地呈现。 六、实验工具器件 电脑及protel制图软件、打印机、转印纸、热转印机、氯化铁溶液、镊子、橡胶手套、托盘、电路板、炭笔、砂纸、剪刀、万用表、外界、电源、钻机及0.8mm、1.0mm钻头、电烙铁及支架、焊锡、细电线、元器件等。元器件包括： 1.共阴八段数码管6个。 2.SN74LS160AN计数器6块。 3.SN74LS48N七段译码器6块。 4.电源power9V1块。 5.20pF电容2只。 6.10k电阻1只、1k电阻1只、0.47k电阻42只。 7.MC74ACT00N与非门1块。 8.MC74ACT32N或门1块。 9.MC14081BCP与门1块。 10.MC14073BCP三输入与门1块。 11.MC14082BCP四输入与门1块。 12.R38-32.768时钟晶体1个。 13.蜂鸣器1只。 14.按键式开关SW-PB2只。 15.CD4060BMN分频器1只。 16.CD4013BCN-D触发器1只。 17.2N3904三极管1只。 七、原理设计 设计方案： 总体思路: 数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。主要由振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，通常使用石英晶体震荡器，然后经过分频器输出标准秒脉冲，或者由555构成的多谐振荡器来直接产生1HZ的脉冲信号。秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。由于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路，当计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。如图一所示为数字钟电路系统的组成框图。 时显示器 时显示器 分显示器 秒显示器 时译码器 分译码器 秒译码器 时计数器 分计数器 秒计数器 校时电路 振荡器 分频器 图一 数字钟电路框图 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。通常选用石英晶体构成振荡器电路构成振荡器。也可以由555定时器组成。 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器