數字鐘設計
一、實驗目的
1．了解數字鐘的組成及工作原理；
2．熟練掌握組合邏輯電路以及時序電路的使用；
3. 熟悉掌握555定時器和計數器，並利用其設計構成多諧振蕩和分頻電路
二、實驗任務及要求
任務：設計乙個24小時制的數字鐘，顯示時、分、秒，有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到準確時間。
要求：畫出電路原理圖，元器件及引數選擇，pcb檔案生成
三、主要實驗元件及引數：
四、設計原理：
1.數字鐘的構成
數字鐘是實際上是乙個對標準頻率（1hz）進行計數的計數電路。通過附加乙個校時電路，可對計數的起始時間進行校準，使其與標準時間一致。下圖為數字鐘設計原理圖：
1）555振盪電路
利用555構成多諧振盪電路提供乙個頻率為10hz的方波訊號，保證數字鐘的走時準確穩定。
2）分頻器電路
分頻器電路將10hz的方波訊號經晶元160進行10分頻後得到1hz的方波訊號供秒計數器進行計數，並作為校準電路的基本訊號。
3) 時間計數器電路
時間計數器電路由秒、分、時的個位和十位計數構成，秒和分的計數器為60進製計數，而是的計數器為24進製計數。
4) 電源電路
電源電路由引數為220vac/9vdv的通用電源及濾波電路構成。原理如圖：
2數字鐘的工作原理
1）555振盪電路
根據通過計算取r1 r2為100千歐，電容c為0.47μ法拉，可得到輸出頻率近視為10hz
2）分頻器電路
由於555振盪器輸出頻率一般難以達到標準頻率（1hz）,故需要分頻。在本設計中是10分頻
通常實現分頻器的電路時計數器電路，因本設計中是10分頻，所以利用160晶元進行分頻。
因160可進行10進製計數，將555振盪產生的方波作為160脈衝訊號，則可在160進製輸出（co）上得到被10分頻的方波訊號即為標準訊號。
3）時間計數單元
本設計中計數元件選用的是160晶元計數器（即為10進製計數）所以秒和分的個位計數不需要進行進製轉，因co輸出在0至8計數時為低電平，到9為高電平。而160晶元為上公升沿脈衝，所以個位進製脈衝可通過將位co輸出與非實現。形成十位的計數脈衝。
秒和分的十位為6進製計數，故需要進行模6處理即將qo q2作為與非輸入，通過與非接到ld進行置零並將其作為進製脈衝。
以下圖1為個位進製，圖2為十位進製、10進製——6進製轉換。
時計數單元較為複雜，其個位在十位為0或1時要實現10進製而在十位為2時要實現模4.
原理如圖：
4) 校時電路
本設計中校時裝置是兩個雙刀雙擲開關，一端接進製脈衝，一端接標準脈衝。調時時只需將開關打到標準脈衝即可。
3設計pcb圖：
五、總結
1、設計製作過程中遇到的問題及解決方法：
就實驗設計而言，完全獨立自主，但設計較為複雜，以致在製板過程中要更為小心謹慎，工序也相應增多。飛線也較多，表面不美觀
在完成製板焊接後，對數字鐘進行除錯，發現並沒有達到預期效果，在正常計時時不能進製，且有時模數紊亂，但當雙刀雙擲開關打到校時功能是，時、分、秒計數又恢復正常。由此判斷計數器部分原理及佈線沒有錯誤，錯誤可能在調時部分（因為本設計中調時電路中含有正常進製電路所以對進製有影響）。
經過排查，確定問題出在雙刀雙擲開關上，懷疑其封裝與設計所用封裝不同。故將其卸下，用導線將其引腳於發光二極體相連，通過觀察發光二極體是否正常發光來判斷。最後發現問題確實出在封裝不一致上。
實際所領元器件雙刀雙擲的封裝1、6號接線腳對應設計原理圖中雙刀雙擲的2、5號接線腳，
經過修改後，再次進行除錯，數字鐘執行正常，實現設計功能，達到預期設計效果。
同時存在不足處，除去設計不夠精簡，在焊接時沒能很好規劃，一些焊接在附銅面導線，銅線露出稍多，擔心在擠壓時接到其他銅線回路上造成短路。
2、設計體會
在此次的數字鐘設計過程中,更進一步地熟悉了晶元的結構及掌握了各晶元的工作原理和其具體的使用方法.
在連線六進製制,十進位制,六十進位制的進製及二十**制的接法中,要求很好的熟悉掌握邏輯電路及其晶元各引腳的功能.
同時更為重要的是大家在一起團隊合作，群策群力，發揮各自能力這才是設計製作成功的根本保證。
作為組長的我主要負責了原理圖設計及部分pcb佈線和最後的除錯改正，當然其他組員也參加了原理圖的討論，對原理圖進行定稿，再由我彙總設計。副組長鄒淩青負責了大部分pcb佈線和除錯改錯。組員侯國偉負責了大部分焊接工作，胡達、趙榮亮負責了部分焊接工作，所有組員都參與了製板鑽孔及原理圖的設計。
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