数字钟设计实验报告Word格式.docx
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班级：
自动化一班
元件明细表
编号
名称
1
CC4518双BCD加法计数器
2
CC4013双主从D触发器
3
CC4012双四入与非门
4
CC4011四2输入与非门
5
CC4049六反相缓冲器
6
555定时器
元件管脚图
主要技术指标：
（1）具有时、分、秒数字显示
（2）具有整点报时功能，在59分51、53、55、57秒时发出500HZ声响，在59分59秒时发出1000HZ声响，音响持续一秒，在1000HZ结束后为整点（3）具有校时功能实现时、分校准。
设计结构图
十位个位十位个位十位个位
时计数分计数
校时电路及整点报时电路
电路设计
1.555定时器秒脉冲发生器设计
555定时器可构成单稳态触发器、多谐震荡器和施密特触发器，但单稳态触发器、施密特触发器均需要输入信号才能产生输出波形，故实验以施密特触发器作为秒脉冲发生器。
秒脉冲发生器设计如图
（1）
施密特触发器产生方波的震荡周期T=0.7（R1+R2）C,设计R1R2等于10kΩ，C1等于47μF，C2等于0.01μF
2.秒、分、时数字显示设计
秒数字显示设计与分数字显示设计
秒数字显示由双BCD加法计数器、CC4012双四入与非门、CC4049六反相缓冲器和数字显示译码器构成，的作用是从0开始计数到59后归零模拟秒计时，并将每秒的数字输出到显示译码器上显示。
设计思路：
1.个位进位设计：
CC4518输出1A1B1C1D代表个位，2A2B2C2D代表十位，CC4518使用同步时钟脉冲的方法，将1端1A1D即代表数字9的信号经4012与非门以及CC4049非门后输入到2端的使能端，这样在个位到达1001后，在下一个脉冲到来时，2端输出变成0001，同时个位数清零，实现个位到十位的进位。
2.清零设计:
当2端为0101，1端为1010，即十进制数60时，计数器立即清零。
将2C和1D接入与非和非门后，输出到1端和2端清零端，可实现清零。
时数字显示设计
设计思路：
1.个位进位设计与秒和分数字显示相同
2.清零设计：
当2端为0010，1端为0100，即十进制数24，计数器立即清零。
将2B和1C接入与非和非门后，再输出到1端和2端清零端，可实现清零。
3.校时电路设计
电路设计如图，a端接从，c端接下一个时钟端，b端接按压脉冲按压开关，用于手动校时，01开关为实验所用面包板的摇杆开关，当开关为0时，手动按压脉冲按钮校时，当开关为1时，利用上一个清零端产生清零信号给下一个时钟端脉冲，自动进位。
实验共需要两个校时装置，用于时、分的校正。
4.报时电路设计
1000hz与500hz信号设计
1000hz由多谐振荡器产生，其电路参数如图，由a口输出；
500hz信号由D触发器将1000hz信号分频获得，由b口输出。
组合逻辑电路设计
5二进制数为01019二进制数为10011357二进制数为0xx1
59分51535557秒信号：
分计数器的2D2A1C1A与非再接非，秒计数器的2D2A1D非1A与非再接非，将两输出信号与非再接非，得到输出信号再与500hz信号与非接非输入蜂鸣器中。
59分59秒信号：
分计数器的2D2A1C1A与非再接非，秒计数器的2D2A1D1A与非再接非，将两输出信号与非再接非，得到输出信号再与1000hz信号与非接非输入蜂鸣器中。
电路设计总逻辑图
实验结果与实验心得
实验结果：
秒、分计数器显示准确，校时电路有效，报时电路能在59分51535557秒发出500hz的声响，在59秒1000hz声响无法听见，但接到灯泡上灯泡闪亮，可能时电压不足导致。
此外，时计数器清零无法清零，检查了电路确实将2B1C作为清零条件，芯片供电接地正常，实验进行了数次检查和重新连线无果，不清楚是否为器件问题。
实验心得：
经过这次实验，我体会到心中清楚实验的每一步该怎么接的重要性，接线前要计划好面包板的整体布局，把接线安排的有条理，才不容易出错，也有利于出错时问题的排查。
此外要注意每个细节，比如线要插进板子避免虚接，尽量立起来避免相交要一起短路，电容器的两个管脚不能接在同一列入口，否则会把电容器短路等等，在运用基本知识和逻辑一次次对细节的错误纠正后，我觉得自己思考与实际操作相结合的能力提高了。
此外我认为在做实验前要做好充分准备，确认设计方案的正确性，避免实验时临时更换接法，浪费时间，此外要熟悉每个元件管脚图，将逻辑图在心中模拟一遍接法，做的心中有数。
并且，在实验时要有良好的操作习惯，不能带电操作。
总之，这次电子设计实验是为数不多的实际操作机会，这次设计启发我用有条理的思维去解决实际遇到意想不到的问题，尽管最后结果不是很完美，最终是收获良多的。
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