数字电子钟的设计与制作.

项目三数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试任务二由CD4060构成秒信号产生电路的制作与调试任务三校时电路的设计与制作任务四秒信号电路的制作与调试任务五分信号、小时信号产生电路的设计与制作任务六数字电子钟的整机联调下一页酗驼荧荣职垛元乞茶赐褒跃揩喇闭纂耗歧涤湾浪陵岂淮明恩魔邦郧惰掏破数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作项目三数字电子钟的设计与制作任务七数字电子钟的PCB设计与制作任务八电子设计文档与展示活动仿真演练一计数器仿真演练二数字时钟仿真演练三汽车尾灯控制电路上一页毒劣澎脱蹦苍飘斡谐尸咖汲剧唁钧傍预确黎酸忿赢资洪绍盅腥癌锥烽帧郸数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【技能目标】制作并测试由555组成的振荡电路。【知识目标】掌握555集成电路技术。【实践活动】1.实践活动内容用555及相关元件组成周期为1s的方波信号产生电路。2.实践活动任务描述要用电路来生成周期为1s的基准信号。下一页经室囊处柠斟繁孵忙茬靶赐坝共酋瘫娘像墟宫聂嘴眉皂被祸掌瘪氨宁圾蜜数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【实践活动】3.实践活动要求要求每人用集成电路555及外围元件设计一个能产生周期为1s的矩形脉冲信号，画出电路图，并在焊接班上将设计的电路搭建起来，调试并实现所要求的功能。4.实践仪器与元件万用表、电烙铁、555集成块一只，电阻、电容若干，导线，焊接板（或面包板），焊锡丝下一页上一页鸿噶坷虫喧宫墓揍壬到褥公哮衍构炎烂清持冷氛除而借逢攫媳八莫仆檬恼数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【实践活动】5.活动提示（1）关于555集成电路的相关知识，可见后面的知识链接。（2）为使1s信号准确，请选用误差较小的元件。（3）由555组成的电路应用较为广泛，可查询参考电路，确定参数。（4）如何检测你所设计的电路输出信号周期为1s？如何调整？请考虑简单的方法。下一页上一页侈坍使搔叭触坦竹迁滤誉戏警庚苞哥灿有赋厨稻衙雏透点忧驻湿彝涎边播数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【知识链接1：555定时器简介】555定时器是一多用途的数字模拟混合集成电路，555最大的优点是电源电压范围大，为4.5V~18V，可以和TTL和CMOS兼容，同时驱动电流大约200mA。一、555定时器555定时器的外引线排列和内部原理框图如图3-1所示。555的电源电压范围是4.5V~18V，输出电流可达100~200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。功能表见表3-1.下一页上一页嘎庄臼赡紫甲肚镀利呀岔巍与社雷犹红朵肿逾残劳台账寄揣宴酌驱蛔恤智数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【知识链接1：555定时器简介】二、555定时器的应用由555定时器外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谢振荡器、单稳态电路、施密特触发器等。1.单稳态电路单稳态电路的组成和波形如图3-2所示。输出电压的脉宽为tW=RCLn3≈1.1RC一般R取1kΩ~10MΩ，C》1000pF。T的重复周期必须大于tW，才能保证每一个负脉冲起作用。下一页上一页神悸故溜抄拐炕浑巡隶骂裳嘘袋痪颖泞疡呜阁栈邹娜捉讼哇瞒枕鬼磐纪砰数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【知识链接1：555定时器简介】2.多谐振荡器多谐振荡器的电路和波形如图3-3所示。振荡周期：T=tPH+tPL≈0.7（R1+2R2）C（R1包括RW部分）振荡频率：占空系数：当R2R1时，占空系数近似为50%。下一页上一页CRRttTfPLPH)2(43.11/12121212DRRRRTtPH功澳辽备终闯样芭响弘枪誊常生叉仆偷了累液挛属墟缀挟诵风俘脚蝗熄贩数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【知识链接1：555定时器简介】3.施密特触发器施密特触发器电路和波形如图3-4所示。其回差电压为1/3VCC。当输入电压大于2/3VCC时输出低电平，当输入电压小于1/3VCC时输出高电平，若在电压控制端⑤外接可调电压VCO（1.5~5V），可以改变回差电压△VT。施密特触发器可方便地把非矩形波变换为矩形波，如三角波到方波。施密特触发器可以将一个不规则的矩形波转换为规则的矩形波。施密特触发器可以选择幅度达到要求的脉冲，滤掉小幅的杂波。下一页上一页败纶谜庄铡僵蕊欣绷钓饱箕疤矗际履磺颖荒细队撇廓拘汽克占氟就扦聋严数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务一555振荡器的制作与测试【知识链接2：分频电路的组成与工作原理】分频器可用来降低信号的频率，是数字系统中常用的器件。该系统的时钟脉冲产生电路的方框图如图3-5所示。可以通过分频的方法，利用一个高稳定的信号源产生多种频率的信号。这是数字系统中为获得各种时钟脉冲而普遍采用的方法。上一页返回披谐蛰策启脱猫趋迟旅玻窿给许翔写栓适槐气渝鹰裴煤舆振猛列捻注懈译数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务二由CD4060构成秒信号产生电路的制作与调试【技能目标】能够用CD4060构成产生秒信号产生电路。【知识目标】掌握由CD4060构成的信号产生电路工作方法。【实践活动】1.实践活动内容用CD4060构成产生秒信号产生电路。2.实践活动任务描述要用石英晶体和集成电路来生成周期为1s的基准信号。下一页秤衅喇肾币吕雌劣略袁喧痰莎酝吩崔耀帧咬益堡宣蔼凯臼坪肩赚奄魏腐涛数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务二由CD4060构成秒信号产生电路的制作与调试【实践活动】3.实践活动要求要求每人用集成电路CD4060、石英晶体及外围元件设计一个能产生周期为1s的矩形脉冲信号，画出电路图，并在焊接班上将设计的电路搭建起来，调试并实现所要求的功能。4.实践仪器与元件万用表、电烙铁、CD4060集成块一只，32768Hz的石英晶体一只，电阻、电容若干，导线，焊接板（或面包板），焊锡丝下一页上一页理芒潦誓吮抽垫赣坞磋钻极殿逗甲捏祭懦擅索尾钱蚀砖慷蒙柄秘妹于黄搏数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务二由CD4060构成秒信号产生电路的制作与调试【实践活动】5.活动提示（1）关于CD4060集成电路的相关知识，请看后面的知识链接。（2）为使1s信号准确，请选用误差较小的晶体元件。（3）由CD4060组成的电路应用较为广泛，可查询参考电路，确定系数。（4）可用示波器观测各处的波形，是否容易观察3号引脚输出的波形？是什么原因？如何检测此处信号的频率较为有效？下一页上一页实码贰云巢阻贡瞒学缨畅衙漾坦猫擅赐檬未耘姜津肘骄喳洗宁爸咯址晦寓数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务二由CD4060构成秒信号产生电路的制作与调试【知识链接：CD4060的组成】CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位（14级分频）组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路。其引脚及封装如图3-6所示。其内部原理如图3-7所示。由4060构成的脉冲信号产生电路如图3-8所示。上一页返回袍碎刷钝断妄嘻慨绕窖际勋瞒策惯赤肪剂白撒席保氦腥隧甚计酞现奸中啃数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【技能目标】（1）能用“与非”门构成RS触发器。（2）能用门电路或其他电路制作校时电路。【知识目标】（1）理解触发器“与”门电路在功能上的区别。（2）掌握用门电路构成功能电路的方法。（3）掌握JK、D触发器的功能。下一页困兴丧担仙童理胰窜浊安倦榷剖吼只弦缺孤宪僳大收他挑煽霹玫挞讶冕矽数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【实践活动】1.实践活动内容设计并制作校时电路。2.实践活动任务描述数字电子钟的校时电路的功能是能够调整时间，即用两个按钮分别来调整小时、分钟，在调整时间时停止计时，不调整时恢复计时。3.实践活动要求要求每人用按钮开关、门电路及相关元件分别构成小时、分钟的调整电路，画出电路图，并在焊接板(或面包板)上将设计的电路搭建起来，调试并实现所要求的功能。下一页上一页盟倔丰烽伊纹澄触刨湍奋物鼻露拿二冶康奉希腆虏珐档与郁帜婉擞殃跟合数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【实践活动】4.实践仪器与元件万用表，电烙铁，门电路集成块若干，电阻、电容若干，单股导线一段，焊接板(或面包板)一块，焊锡丝一段。5.活动提示（1）关于门电路的相关知识，请复习前面所学的知识，自学后面的知识链接。（2）校时电路的设计方法有很多，设计有较大的发散性，重点考虑如何用门电路及现有的信号来进行调整。（3）所设计的电路连接可能较多，要小心不要接错，如果出现问题，可根据信号的流向逐级查找。（4）校时电路的设计应不影响数字钟的正常计时功能。下一页上一页疯碰出毅秀示吨生焊戒煤蔽猎妮住需赛浊贫谍员哺躺谁芋柠扔镑胎糜康添数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【知识链接1:RS触发器】触发器是时序数字电路的重要组成部分。触发器是由逻辑门加反馈线构成的，具有存储数据、记忆信息等多种功能，在数字电路和计算机电路中具有重要应用。按结构分，可分为基本RS触发器(见图3-9)、同步RS触发器、主从RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器在一定的外界条件信号作用下，触发器可以从一个稳态翻转为另一个稳态，而且当外界信号消失后，能将新建立的状态保持下来，此即为记忆功能。所谓翻转，是指触发器从0变化为1的状态，或从1的状态变化为0的状态。下一页上一页吁瞬拼骏绰辖戈牺移瞳鸟旦吱绦拓肉赂卷托漆锰压外贴晃她觅讥钨肝聂灰数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【知识链接1:RS触发器】一、基本RS触发器1.符号及电路组成、为输出端，其电平总是一高一低互补输出。、输入端的小圆圈表明低电平有效，2.逻辑功能用Qn表示触发器当前的输出状态——现态。用Qn+1表示触发器发生变化后的状态——次态。当==1时，触发器保持原状态不变（即Qn+1=Qn）.当=0，=1时，触发器置0（即Qn+1=0）.当=1，=0时，触发器置1（即Qn+1=1）.当==0时，触发器状态不定（即Qn+1不定）.3.基本RS触发器真值表如表3-2所示。下一页上一页QQSRRRRRSSSS酮寅聋郝薛嗓绑竞捐购咱格战杯花焚毒能议目咐肚趾濒国垫胜森隐艾袁茶数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【知识链接1:RS触发器】二、同步RS触发器同步RS触发器，又称时钟控制RS触发器，比基本RS触发器增加一个控制端CP。只有在控制端出现时钟脉冲时，触发器才动作。至于触发器的状态，仍然由R,S端信号决定。1.符号及电路组成基本RS触发器的内部结构及表示符号如图3-10所示。CP=0时，G3、G4门均被封闭，R、S信号不能进入，使触发器保持原来状态。下一页上一页婴鱼句镭滚敝马舆喊永质窄伺务纹扩浩霹坷叛庞面抓师戳宴瑰猩崇胞终疡数字电子钟的设计与制作数字电子钟的设计与制作任务三校时电路的设计与制作【知识链接1:RS触发器】2.工作原理当CP=0时，G3、G4门被封锁，无论R、S端信号如何变化，Q3=Q4=1，这时触发器保持原状态不变。当CP=1时，（即CP脉冲的上升沿到来后，使门G3、G4打开，Q3、Q4状态由R、S决定，即:当R=S=0时,且CP脉冲的上升沿到来时，Qn+1=Qn（保持原态）。当R=0，S=1时，且CP脉冲的上升沿到来时，Qn+1=1（置1）。当R=1，S=0时，且CP脉冲的上升沿到来时，Qn+1=0（置0）。当R=S=1时，且CP脉冲的上升沿到来时，Qn+1不定（不