1、 电工电子综合试验电子计时器目 录1. 设计内容简介2. 设计原理3. 分部电路图及原理4. 实验所用元器件5. 电路安装与调试6. 心得体会7. 参考文献8.接线总图电子计时器一：设计内容简介1：安装调试四位 BCD 码译码器显示电路2：设计、安装、调试脉冲发生器电路3：设计、安装、调试六十进制计数器电路4：设计、安装、调试报时电路（59 分 53 秒、59 分 55 秒、59 分 57 秒报时低声，59 分 59 秒报时高声）5：设计、安装、调试校分、清零电路,校分电路要防抖动，清零电路任意状态可以清零。6：连接 15 各项设计电路实现一小时整点报时的电子计时器电路。7.设计正确，布局合理
2、，排线整齐，功能齐全。二设计原理电子计时器是一个对标准频率进行计数的计数电路。由于计数的起始时间与所需要的起点可能会不相同，所以需要在电路上加一个校分电路，以便将分时刻跳到想要的时刻。为了使标准的 1Hz 时间信号准确并且稳定，实验中我们使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路。为了使电路更加简单，实验中我们使用了两片 CD4518 对计时器的秒、分位进行计数，由于所使用的计数器都有异步清零端，故可通过简单的电路就可以使电路具有随时清零功能。三分部电路图及原理1：脉冲发生电路脉冲发生电路是构成数字式计时器的核心，他保证了时钟走时的准确及稳定。需要产生 1Hz、2HZ、500HZ、1000HZ 的脉
3、冲信号。其中 1HZ 频率用于计时器电路，2HZ 频率用于校分、清零电路，500HZ 和 1KHZ 用于整点报时电路。为此，需将对振荡器的输出信号进行分频，这里采用 NE555 集成电路和分频器 CD4040 构成。555 定时器不仅体积小，而且用它来构成多谐振荡器，波形稳定，上升沿和下降沿小，振幅大，占空比可调，因此越来越广泛地被用作振荡器。而后通过 CD4040 产生几种频率供后面使用。下面是脉冲发生电路的原理图：2：计时电路计时电路中的计数器，可以采用二-十进制加法计数器 CD4518 实现。60 秒为 1 分，将分和秒的个位、十位分别在七段数码显示器上显示出来，从 0 分 0秒到 59
4、 分 59 秒，然后重新计数。清零信号最后由清零电路统一提供。秒的个位的 CP 端和分的个位的 EN 端都由校分电路提供信号。根据计数特点，在 1000 时，个位向十位发一个高位信号，但十位不变化，在个位由 1001 变为 0000 时，又向十位发了低位信号，十位由0000 变为 0001，依次计数下去。而由于十位到 6 时要进行清零，即在 0110 时进行清零，所以用 Q1 与 Q2 与非后再与清零信号与非送到 Cr 端。个位清零的话直接输入清零信号即可。 （注：这里所说的既适用于分，也适用于秒）以下是计时电路的原理图：这部分电路中上半部分对应的是分的十位和个位，下半部分对应的是秒的十位和个
5、位。3：译码显示电路信号来自计数器，再通过译码器 CD4511，为防电流过大使数码管烧毁，用330 的电阻来驱动共阴极显示器。以下是它的部分电路图：在这里我只画了四分之一的电路，剩余类似，都是从计数器的输出端向 CD4511的输入端输入信号，通过译码器 4511 后再输入到数码管中。4：报时电路电路每小时进行一次报时，从 59 分 53 秒开始报时，每隔一秒发一声，共三声低音、一声高音。需要在某一时刻报时，就将该时刻输出为“1”的信号作为触发信号，选通报时脉冲信号，进行报时即可。对于这一要求，我们可以列一张表来形象的看出这一性质：分十位 分个位 秒十位 秒个位时刻m8m7m6m5 m4m3m2
6、m1 s8s7s6s5 s4s3s2s1频率59 分 53秒0101 1001 0101 0011 500Hz59 分 55秒0101 1001 0101 0101 500Hz59 分 57秒0101 1001 0101 0111 500Hz59 分 59秒0101 1001 0101 1001 1000Hz因此，总结得出公式为： F ，其中F 为最后要传到扬声器中的信号,f 3为 500HZ 信号，f 4为 1KZ 的信号。原理图如下：5：校分电路校分电路中存在一个开关，当开关打到“正常”档时，计数器正常计数；当开关打到“校分”档时，分计数器进行快速校分，而秒计数器保持。由于 D触发器的输出
7、端只在时钟的上升沿变化，而其他时刻保持上一次的电平，故可以用其构成防颤抖电路，组成校分电路。在这里我们采用 74LS74 D 触发器，它包括了两个触发器，校分电路中用到一个，而清零电路中也可用到一个，可以很好的防抖动。此电路防颤抖的原理在于：当开关在两种状态之间转换时，由于机械振动，在很短的时间中会在高低电平之间来回波动，相应的产生几个上升沿。如果直接将开关的输出端直接连接至分个位的时钟的话，这些上升沿将导致它瞬间跳变几个数值。然而在加上 D 触发器之后，由于在没有时钟上升沿的时候，输出信号保持，而其时钟频率相对与颤抖频率是很小的，也就是说在开关颤抖过程中触发器的输出是不变的，从而避免了分计数
8、器数值的跳变。原理图：6：清零电路利用 74LS74 剩余一端接到开关上来实现同步清零。正常状态下，开关打在高电平，电路正常工作。当需要清零时，打到低电平位置，Q 端输出低电平，根据前面计时电路的电路图，可以分析出秒和分的十位得以清零。 Q输出高电平，直接输出到 CD4518 的 Cr 端。电路图如下：四：实验所用元器件1：CD4511 译码器CD4511 是一种 8421BCD 码向 7 段数码管各引脚码的转换器。当在其四个输入端输入 8421BCD 码时，其 7 个输出端可直接输出供 7 段数码管使用的信号。引脚图：功能表：输入 输出LED C B A g f e d c b a 字符测灯
9、 0 1 1 1 1 1 1 1 8灭零 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 消隐锁存 1 1 1 显示 LE=01 时数据1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 01 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 11 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 21 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 31 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 41 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 51 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 61 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 71 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 8译码1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 92：CD4518 计数器CD4518 时一种常用的 8421BCD 码加法计数器。每一片 CD4518 集成电路中集成了两个相互独立的计数器。
