电工电子实验报告

电工电子综合实验（U）实

验报告

—多功能数

字计时器

摘要

设计搭建一个多功能数字计数器，从0分0秒开始计时, 计到9分59秒后自动清零。具有计时、清零、校分、整点报时的基本功能和闹钟、秒表的附加功能。显示电路使用的是动态显示方式，即只使用一片译码器外加较高频率的时钟控制电路来实现数码管的“同时”显示功能

Abstract

Desig n a multi-purpose digital register which can

display the time . It starts from 0 mi nute 0 sec on ds, counts

after 9 minute 59 sec onds automatic clear zero.

The clock has the basic functions of clearing,

minute-correcting, beeping in the sharp hour and the

stopwatch. We use dyn amic display circuit to display, n amely

realiz ing display ing in the same time using one en coder and a

high freque ncy.

目录设计目的

二. 设计要求

三. 实验原理

四. 单元电路设计及其电路图

1信号发生电路

2、计时电路

3、显示电路

4、清零电路

5、校分电路

6、报时电路

五. 附加电路

六. 实验感想

七. 实验中遇到的问题

八. 附录

1、工具及器件清单

2、各元件的引脚图及功能表

3、总电路逻辑图

4、参考文献

、实验目的

1.掌握常见集成电路实验单元电路的设计过程。

2.了解各单元再次组合新单元的方法。

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

路提供驱动蜂鸣器发声的脉冲信号；

（2）设计计时和显示电路，完成0分00秒至59分59秒的计时和显示功能；

（3）设计清零电路，具有开机自动清零的功能，并在任何时候，按动清零开关，就可以实现计时器清零；

（4）设计校分电路，在任何时候，按下校分开关，可以进行快

速校分；

（5）设计报时电路，使数字计时器从59分53秒开始报时，每隔2秒发一声，共发三声低音，一声高音；［即59分53秒、

59分55秒、59分57秒发低音（频率为1KH0 ,59分59 秒发高音

（频率为2KHZ ］；

（6）可增加数字计时器附加功能，例如数字计时器定时功能、电路启停功能、电路采用动态显示功能。

三. 实验原理

数字计时器是由脉冲发生电路、计时和显示电路、清零电路、校分电路和报时电路和其它附加电路等几部分组成的。电路由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等元件构成。电路由石英晶体提供频率，然后通过分频器可以得到

电路所需的不同频率；电路要实现0 分00秒-59分59秒的计时和显示功能，所以由三个计时器分别计时，

分位、秒十位、秒个位，然后再通过译码器，由 LED 数字显示管显示出来。清零电路实现开机清零和任意时刻选择清零，

通过逻辑门与计

时器连接，从而实现清零。校分电路实现快速校分，只要将分计数器的频率调快等操作即可实现。报时电路是实现

59分53秒、59分55

秒、59分57秒发低音（频率为1KH0 ,59分59秒发高音（频率为

2KH0,通过蜂鸣器和一些逻辑门实现。

=====0 = == == ■ =

I I I

、清零丿i

I I I I I

〔报时〕i

II || I I I || I || i| >1 || I H I

^振——J

^分——J

四. 单元电路设计及其电路图

1. 秒信号发生器

① 所用器件：32768Hz 晶体管、22MQ 电阻、20PF 电容、10 PF 电容、CD4060 74LS74 5V 直流电源。

② 原理：秒信号发生器提供计时电路的时钟并为报时电路提供驱动信号。秒信号发生器是由一个石英晶体，一片

CD4060 一个D 触

发器，电阻，电容，以及直流电源组成。采用32768Hz 的石英晶体多谐振荡器作为脉冲信号源，能提供较为精确的秒脉冲信号。分频器

〔秒十位

I 分译丿

CD4060最可实现最大为214

的分频，所以可输出的最低频率为2Hz; D 触发器可

以实现脉冲信号的二分频，所以在 CD4060的 Q14端接一个 D 触发器，即可以输出频率为1Hz 的脉冲信号。D 触发器实现二分频的方法：将D 触发器的Q 端与D 端连接在一起。CD4060也可提供后面电路所需要的频率为1KHz 和2KHz 的脉冲信号。 ③ 原理图：

VCC

2. 计时电路

卜

20pF

> CP1 >CPO

■:

级

Q1D

CD406Q

"-1PH > 1CLK

1Q MA

￡ JLD