多功能数字计时器实验报告..pdf

多功能数字计时器实验报告

姓名：***

学号：************

专业：信息对抗

指导老师：***

实验时间：2015年9月18日

目录

1.电路基础功能设计要求介绍

2.电路原理简介

3.单元电路设计

3.1脉冲发生电路

3.2计时电路

3.3译码显示电路

3.4清零电路

3.5校分电路

3.6报时电路

4.总电路图

5.拓展电路

5.1启停电路

5.2动态显示电路

6.附录

6.1元件清单

6.2芯片引脚图和功能表

7.实验感受与体会

8.参考文献

一、电路基础功能设计要求介绍

设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器,设计

要求如下:

a.设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲（1HZ）,为报时

电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；

b.设计计时电路:完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显

示功能；

c.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,可以对计时器进行手动清零.

d.设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分.

（校分隔秒）

e.设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,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）

f.系统级联.将以上电路进行级联完成计时器的所有功能.

二、电路原理简介

工作原理:由振荡器产生的稳定的高频脉冲信号,作为数字

钟的时间基准,再经分频器输出标准秒脉冲.秒个位计数器记满

10后向秒十位计数器进位,秒十位计满6后向分进位同时置零.

计数器的输出经译码器送显示器.记时出现误差时可以用校时电

路进行校分.扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进

行功能扩展。

数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校

分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。其原理框图如下：

三、单元电路设计

1.脉冲发生电路

脉冲信号发生电路完成为计时电路提供计数脉冲的功能。实

验中采用32768Hz的石英-4-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~Q4可分别获得2，

4，8，1024Hz,2048Hz等不同频率的输出信号。再将2Hz的

脉冲信号经二分频电路得到1Hz的秒脉冲信号。D触发器可实

现分频器。将D触发器的端与D端扭接在一起实现倍频器，

则Q端的输出信号即为1Hz的秒脉冲信号。另外，4060的管

脚Q4和管脚Q5分别提供2kHZ，1kHZ备用。

器件：32768Hz晶振、22MΩ电阻、20PF电容、10PF电

容、CD4060、74LS74

Q

5

Q

4

2

Q

14

2．计时电路

计时电路由分计数器、秒十位计数器、秒个位计数器构成。

分计数器和秒个位计数器用CD4518BCD码计数器直接实现十进

制计数功能；秒十位计数器由74LS161做成一个从0000～0101

的模六计数器实现。连接时，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，秒个位单元中的输出

1D通过一个与非门接1反转后接入74LS161的时钟端作为时钟

信号完成秒个位与十位的级联(接与非门是因为,与Multisim11

提供器件不同,我们