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1、 电 子 实 习 报 告 题目：LED数码显示电子钟的设计 课程：电子实习 专业： 电子信息工程 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 成 绩： 完成日期：2013年6月19日 至 2013年6月28日目 录1. 电子钟总方案及原理图11.1原理图11.2总方案12.电路设计的目的、任务及时间安排32.1课程设计的目的32.2课程设计的任务32.3课程设计的技术指标42.4时间安排43.各部分器件工作原理53.1CD4060的工作原理53.2计数电路的工作原理73.3 LM8560、T1降压器的工作原理94.电路的焊接调试与组装104.1电路的焊接104.2调试114.3调试中遇到的问题及解决方
2、案115.电路的实验结果126. 实习总结147.元件清单158.参考文献171. 电子钟总方案及原理图1.1原理图1.2总方案DS-2042型数码显示电子钟电路，采用一只PMOS大规模集成电路LM8560(TMS3450NL、SC8560、CD8560)和四维LED显示屏，通过驱动显示屏便能显示时、分。震荡部分采用石英晶体做使基信号源，从而保证了走时的精度。本电路还供有定式报警功能。他定是调整方便，电路稳定可靠、能耗低，集成电路采用插座插装，制作成功率高.LM8650（IC1）是50/60HZ的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只脚管，1-14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端，27脚是
3、内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出。T1为降压变压器，经桥式整流（VD6-VD9）即滤波（C3，C4）后得到直流电，供主电路和显示屏工作。当交流电源停电时，备用电池通过VD5向电路供电。IC2（CD4060），JT，R2,C2构成60HZ的时基电路，电路简洁，30720Hz的信号经分频后，得到60Hz的信号关到LM9560的25脚，经VT2，VT3驱动显示屏的各段笔划分两组轮流点亮当调好时间后，并按下开关K1，显示屏下方有绿点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。当面板上从左到右，存在第五个微动开关，分别是S4，S3，K1，S2，S1，S1调时，S2调分钟，S3调
4、时钟、S4调定时K1定式报警开关（退闹铃开关）。调时钟时，需按动S3的同时按动S1，可调小时数，需按动S3的同时按动S2的调事实上的时闹铃数。调定时报警时，需按动S4的同时按动S1可调闹铃的小时数，需按动S4的同时按动S2可调事实上的闹铃数。2.电路设计的目的、任务及时间安排2.1课程设计的目的1、 掌握电子系统的一般设计方法。2、 掌握模拟电子技术的理论知识、LED数码显示电子钟的工作原理及模拟IC器件的应用。3、 培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力，培养综合应用所学知识来指导实践的能力。4、 设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。5、 要用数码管显示时、分
5、、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。6、 掌握常用元器件的识别和测试；7、 熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。2.2课程设计的任务焊接要求：1. 在动手焊接前请用万用表将各元件测量一下，安装时注意顺序。2. 电阻的安装：请将电阻的阻值选择好后，根据两孔的距离可采用立式紧贴电路板安装。3. 电解电容器，二极管，三极管安装时注意极性、注意型号。4. 轻触开关和自锁开关紧贴电路板安装。5. 注意接线，确保使用时的安全。6. 变压器安装在前盖的两个高的座上，接入电路时注意分清初，次级。基本功能：（1）时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进制（2）准确计时，以数字形式显
6、示时，分，秒的时间（3）校正时间扩展功能：定时控制；2.3课程设计的技术指标1 设计、组装、调试电子钟；2 能够准确的显示时间，精确地报时；2.4时间安排时间任务安排周一、二查找资料，能够自行分析原理图周三、四焊接电路板周五、一调试验收周二、三书写实习报告3.各部分器件工作原理3.1CD4060的工作原理CD4060内部包含14位二分频器和一个振荡器。1.振荡器数字电路中的时钟是由振荡器产生的，振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。它利用某种反馈方式产生时钟信号。对数字电路来说，振荡器的输出的幅度范围为0v5v的方
7、波信号而不是锯齿波、三角波或其他形式。典型的振荡器是弛豫振荡器，它通过一个RC网络将反相器的输出反馈回来并存在一定的工作延迟时间。基本的电路如图1所示。图2在上述电路中，RI-C网络由第一个反相器驱动，具有RC特性曲线的响应信号被反馈给反相器的输入。当电容上的电压达到施密特触发器输入反相器的门限电压的时候，反相器的状态发生改变，并输出一个新的电压值。这个输出电压经过一定的延迟时间再次通过RIC反馈回来，直到电容电压再次达到门限电压为止。如果想要获得高的精度，就应该在振荡电路中使用石英晶体作振源。在数字钟的设计与制作中应采用石英晶体振荡器，因为石英晶体具有压电效应，是一个压电器件。当交流电压加在
8、晶体两端，晶体先随电压变化产生对应的变化，然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。当晶体几何尺寸和结构一定时，它本生有一个固定的机械频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路的交流电流最强，于是产生振荡，因此将石英晶体按一定方位切割成片，两边傅以电极，焊上引线，再用金属或玻璃外壳封装即构成石英晶体。石英晶体的固有频率十分稳定。另外石英晶体的振动具有多谐性，除了基频振动外，还有奇次谐次泛音振动，对于石英晶体，既可利用基频振动，也可利用泛音振动。前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体，晶片厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求晶片厚度越薄。将石英晶
9、体作为高Q值谐振回路元件接入反馈电路中，就组成了晶体振荡器。2.分频器从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻止低频信号；低音通道正好相反，它只让低音通过而阻止高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份分频器原理（2）都将被阻止。在实际的分频器中，有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；另外，有些分频器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线心理平坦一些，以便于功放驱动。分频器的作用是将由石英晶体产生的高频信号分频成基时钟
10、脉冲信号和扩展部分所需的频率。在此电路中，分频器的功能主要有两个：一是产生标准脉冲信号；二是功能扩展电路所需的信号通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。3.2计数电路的工作原理计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络，被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲，它不仅可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能，如测量、定时控制、数字运算等等。数字钟的计数电路是用两个六十进制计数电路和“12翻1”计数电路实现的。数字钟的计数电路的设计可以用反馈清零法。当计数器正常计数时，反馈门不起作用，只有当进位脉冲到来时，反馈信号将计数电路清零，实现相应
11、模的循环计数。以六十进制为例，当计数器从00，01，02，59计数时，反馈门不起作用，只有当第60个秒脉冲到来时，反馈信号随即将计数电路清零，实现模为60的循环计数。（一）60进制计数器电路如图3所示图（3）电路中，74LS92作为十位计数器，在电路中采用六进制计数；74LS90作为个位计数器在电路中采用十进制计数。当74LS90的14脚接振荡电路的输出脉冲1Hz时74LS90开始工作，它计时到10时向十位计数器74LS92进位。下面对电路中所用的主要元件及功能介绍。（二） “12翻1”小时计数器电路 （1） 电路如图4所 示CLK3D2SD4CD1Q5Q674LS74AP015P11P210
12、P39Q03Q12Q26Q37RC13TC12CLK14CE4U/D5PL1174LS191456U9B74LS00123U9A74LS00111213U10D74LS00GNDR13.3K+5V89U8D74LS04+5vCP图（4）“12翻1”小时 计数器是按照“01020304050607080910111201”规律计数的，计数器的计数状态转换表如表3所示。“12翻1”小时计时时序表（3）十位 个位十位 个位CKQ10Q03 Q02 Q01 Q00CK Q10Q03 Q02 Q01 Q0001234567 000000000 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1
13、0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1891011121300011101 0 0 01 0 0 11 0 1 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 0 13.3 LM8560、T1降压器的工作原理1. LM8560LM8560是LED数字钟驱动集成电路的代表品种，LM8560集成电路内含显示译码驱动电路、12/24小时选择电路及其他各种设置报警电路。它具有较宽的工作电压范围（7.5-14V）和工作温度范围；自身功耗很小，输出能直接驱动发光二极管显示屏。LM8560是一种大规模时钟集成电路，它与双阴极显示屏组成，可以制成数字钟钟控电路。LM8560的引脚图2. T1降压
14、器经桥式整流（VD6-VD9）即滤波（C3，C4）后得到直流电，供主电路和显示屏工作。当交流电源停电时，备用电池通过VD5向电路供电。4.电路的焊接调试与组装4.1电路的焊接电路板图焊接与组装：在动手焊接前检查元件是否齐全并用万用表将各元件测量一下，安装时请先安装低矮和耐热的原件（如电阻），然后再装的一大的原件，最后安装怕热的元件（如三极管，集成电路等）电阻的安装：请将电阻的阻值（参照本说明书的电阻值计算示意图）选择好后，根据两孔的距离可采用立式紧贴电路板安装。电解电容器，二极管，三极管安装时注意极性，电解电容器C4紧贴电路板立式安装；二极管紧贴电路板立式安装；三极管安装时注意型号。轻触开关和自锁开关紧贴电路板安装。捧线两端去塑料皮上锡后，一端按电路原理图的序号接LED的显示屏，另一端接电路板。蜂咛器安装时注意接线，在蜂咛器的两端分别焊接红，黑导线，导
