数字钟实验报告共享
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数字钟实训报告心得体会(模板20篇)心得体会是我们在实践中领悟到的感悟和体验,能够帮助我们更好地理解和应用所学知识。
接下来,小编为大家分享一些优秀的心得体会范文,供大家参考和借鉴。
数字秒表实训报告心得体会第一段:引言(150字)。
数字秒表实训是我在大学期间参与的一次实践课程。
通过这次实训,我学到了很多有关数字秒表的知识和技巧,并且深刻体会到了数字秒表在实际生活中的重要性和应用价值。
在这篇报告中,我将分享我的实训经历,以及对数字秒表实训的心得体会。
第二段:实训内容与过程(250字)。
在实训开始之前,我们首先了解了数字秒表的基本原理和功能。
我们学习了数字秒表的设计和制造过程,以及如何使用它来测量时间。
然后,我们分为小组,每个小组负责设计一个数字秒表的实训项目。
在设计过程中,我们要考虑到秒表的准确性、易操作性和实用性。
我们通过分析市场需求和用户群体的需求,进行了多次修改和改进。
最后,我们使用传感器、电池和显示屏等部件,将设计好的秒表制成实物,并进行了功能测试。
第三段:实训收获(300字)。
通过这次实训,我深刻认识到了数字秒表在生活中的重要性。
它不仅可以为人们提供准确的时间测量,还可以用于运动训练、科学实验、竞技比赛等领域。
在实训过程中,我学习到了团队合作的重要性。
每个小组成员都有不同的专业背景和技能,我们通过充分的讨论和合作,最终实现了一个功能完善的数字秒表。
这次实训也锻炼了我的动手能力和解决问题的能力,提高了我的实践技能和创新意识。
第四段:实训反思(250字)。
在实训过程中,我也遇到了一些挑战。
首先是时间管理方面的问题,由于实训的时间紧张,我们需要合理安排时间,确保每个阶段都能够顺利进行。
其次是技术问题,数字秒表的设计和制造需要一定的专业知识和技能,我们需要不断学习和改进,以提高实训成果的质量和实用性。
最后是团队协作方面的问题,每个小组成员都有自己的观点和想法,我们需要协商一致,充分发挥每个人的优势,才能最终成功完成实训项目。
华中科技大学《电子线路设计、测试与实验》实验报告实验名称: 多功能数字钟设计院(系): 自动化学院专业班级:实验成绩:****: ***2014 年6 月11 日一、实验目的1.掌握可编程逻辑器件的应用开发技术, 设计输入、编译、仿真和器件编程;2.熟悉EDA软件使用;3.掌握Verilog HDL设计方法;4.分模块、分层次数字系统设计二、实验器材QUARTUS II软件PC DEO实验板三、实验要求1.能显示小时、分钟、秒钟(小时以24进制,时、分用显示器, 秒用LED)2.能调整小时、分钟的时间3.复位四、实验原理五、程序设计过程数字钟由2个60进制计数器和1个24进制计数器和4个译码器共7个模块构成,3个计数器公用一个时钟信号CP。
2个选择器分别用于选择分计数器和时计数器的使能控制信号,对时间进行校正时,在控制器的作用下,使能信号接高电平,此时每来一个时钟信号,计数器加一计数,从而实现对小时和分钟的校正.正常计时时,使能信号来自低位计数器的输出,即秒计数器达到59秒时,产生输出信号使分计数器加1,分秒计数器同时计到最大值时即59分59秒时,产生输出信号使小时计数器加一。
1.顶层模块:module clock (led0, led1, led2, led3, led_sec, _50mhzin, adjminkey, adjhrkey, ncr, h12, hour12);input _50mhzin;input adjminkey, adjhrkey;input h12;input ncr;output [6:0]led0, led1, led2, led3;wire [7:0] led_a, led_b;wire _1hz, _1khz, _5hz;wire [7:0] hour, minute, second, set_hr, set_min;output hour12;wire h12;output [7:0]led_sec;assign hour12 = h12;divided_frequency u0(_1hz,ncr,_50mhzin);top_clock u1(hour, minute, second, _1hz, ncr, adjminkey, adjhrkey, _50mhzin);display u2(_50mhzin, _5hz, ncr, led_a, led_b, led_sec, hour, minute, second,h12);SEG7_LUT u3(led_a[7:4], led3);SEG7_LUT u4(led_a[3:0], led2);SEG7_LUT u5(led_b[7:4], led1);SEG7_LUT u6(led_b[3:0], led0);endmodule2.分频模块:module divided_frequency(_1hzout,ncr,_50mhzin);input _50mhzin, ncr;output _1hzout;supply1 vdd;wire[11:0] q;wire _1khzin;wire en1, en2;divfreq50M_1Khz du00(_1khzin, ncr, _50mhzin);//先调用1khz分频counter10 du0(q[3:0], ncr, vdd, _1khzin);counter10 du1(q[7:4], ncr, en1, _1khzin);counter10 du2(q[11:8], ncr, en2, _1khzin);//再调用三个10计数器,将1khz分为1hzassign en1=(q[3:0] == 4'h9);assign en2=(q[7:4] == 4'h9) && (q[3:0] == 4'h9);assign _1hzout = q[11];assign _500hzout = q[0];endmodule3.时钟运行模块module top_clock(hour, minute, second, _1hz, ncr, adjminkey, adjhrkey, _50mhzin);input _1hz, _50mhzin, ncr, adjminkey, adjhrkey;output [7:0] hour, minute, second;wire [7:0] hour, minute, second;//时、分、秒每个用八位二进制表示两位BCD 码supply1 vdd; //高电平, 是使能一直打开wire mincp, hrcp, _5hz;//_5hz用于快速校时divfreq50M_5hz ut0(_5hz, ncr, _50mhzin);counter60 ut1(second, ncr, vdd, _1hz);counter60 ut2(minute, ncr, vdd, ~mincp);//秒和分使用60进制counter24 ut3(hour[7:4], hour[3:0], ncr, vdd, ~hrcp);//时钟为24进制(默认)assign mincp = adjminkey ? _5hz : (second==8'h59);assign hrcp = adjhrkey? _5hz : ({minute,second}==16'h5959);//进位或校时使能控制endmodule4.显示模块:module display(_50mhz,_5hz,cr,led_a,led_b,led_sec,hour,minute,second,h12);input [7:0]hour,minute,second;//时分秒input _50mhz,cr,_5hz;output [7:0]led_a,led_b,led_sec;//数码管显示缓存input h12;//12,24小时制切换reg [7:0]led_a,led_b,led_sec;reg [2:0]mod;//模式变量always@(posedge _50mhz)beginled_b=minute;led_sec=second;//模式0,显示时分秒if(~h12)beginled_a=hour;led_b=minute;led_sec=second;endelsebegincase(hour)8'h13,8'h14,8'h15,8'h16,8'h17,8'h18,8'h19,8'h22,8'h23,8'h24:led_a=hour-8'h12;8'h20:led_a=8'h08;8'h21:led_a=8'h09;default:led_a=hour;endcaseend//12/24小时切换,24到12,相应BCD码减endendmodule5.数码管操作模块module SEG7_LUT (iDIG,oSEG);input [3:0] iDIG;output [6:0] oSEG;reg [6:0] oSEG;always @(iDIG)begincase(iDIG)4'h1: oSEG = 7'b1111001; // ---t----4'h2: oSEG = 7'b0100100; // | |4'h3: oSEG = 7'b0110000; // lt rt4'h4: oSEG = 7'b0011001; // | |4'h5: oSEG = 7'b0010010; // ---m----4'h6: oSEG = 7'b0000010; // | |4'h7: oSEG = 7'b1111000; // lb rb4'h8: oSEG = 7'b0000000; // | |4'h9: oSEG = 7'b0010000; // ---b----4'ha: oSEG = 7'b0001000;4'hb: oSEG = 7'b0000011;4'hc: oSEG = 7'b1000110;4'hd: oSEG = 7'b0100001;4'he: oSEG = 7'b0000110;4'hf: oSEG = 7'b0001110;4'h0: oSEG = 7'b1000000;endcaseendendmodule六、功能仿真1.六进制2.十进制3.六十进制(分了几张图截图)4.24进制5.异步清零仿真6.正常计时仿真秒计时●分计时●小时计时23:59:59秒返07 手动校小时和分钟仿真ADJHrKey 与AdjMinKey均为高电平有效,七、思考题1.什么是分层次的电路设计方法?叙述分层次设计电路的基本过程.答: 在电路设计中,可以将两个或者多个模块组合起来描述电路逻辑功能,通常称为分层次的电路设计.自顶而下和自底而上是两种常用的设计方法.在自顶而下的设计中,先定义顶层模块,然后再定义顶层模块中用到的子模块.而在自底而上的设计中,底层的各个子模块首先被确定下来,然后将这些子模块组合起来构成顶层模块.2.在用MAX+PLUS II 软件设计数字钟电路时,简述对60进制计数器进行仿真分析的大致过程.若仿真时栅格的大小(GRID SIZE)为0.5ms,设置CP信号时倍率(Multiplied By)为软件默认值1,那么仿真文件的时间至少需要多长才能完整反映计数过程?答: 至少要0.5ms * 60 = 30ms八、试验中遇到的问题与解决办法这次实验主要是Verilog代码的编写和仿真, 在波形的仿真过程中, 有许多操作并不清楚, 尤其是部分功能的波形仿真输出和如何手动调整时钟的波形仿真, 虽然最后有同学帮忙, 但是最后还是操作得很不熟练。
数字钟实验报告题目: 六位数字钟实验学院自动化与电气工程学院专业:测控技术与仪器班级: 123班学号:**********姓名:***日期: 2014.7.2前言钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备,甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
随着数字集成电路的出现和飞速发展,以及石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表,用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面,目前已有集成的计数、译码电路,它可以直接驱动数码显示器件,也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件,构成模块式石英晶体数字钟。
本设计主要是用中、小规模集成电路设计的一台能显示时、分、秒的数字电子钟。
是由晶振电路产生1HZ标准信号,分、秒为00--59六十进制计数器,时为00--23二十四进制计数器,可手动校正,且具有整点报时功能。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1数字钟的系统概述数字电子钟是用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置,主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、校时电路等部分组成。
而数字钟想准确的计时则是由振荡器产生的时脉冲送到分频器,分频电路将时标信号分成每秒一次的方波信号。
秒脉冲发生器产生频率稳定很高的秒脉冲,秒脉冲被送到一个六十进制秒计数器计数,将计数结果送至秒个位和十位译码器,译码结果分别由两只七段数码管以十进制数形式显示来。
当秒六十进制计数器累计到第59秒时,若再来一个秒脉冲,秒计数器的进位输出就产生进位脉冲(分计数脉冲),同时,秒计数器的十位和个位都复位到零。
分计数脉冲又被送到分六十进制计数器计数,经译码电路译码后数码管显示相应的分数。
当计满59分59秒时,若再来一个秒脉冲,则分计数器便向时计数器送出时计数脉冲,同时,分、秒计数器均复位到零。
一、摘要本次实训旨在通过设计和制作一个数字时钟,加深对数字电子技术理论知识的理解,提高动手实践能力。
在实训过程中,我们学习了数字钟的原理、电路设计、元件选择、焊接调试等技能。
最终,我们成功制作出了一个具有时、分、秒显示功能的数字时钟,并通过实际运行验证了其功能。
二、实训目的1. 掌握数字电子钟的原理和设计方法。
2. 熟悉常用数字电路元件的功能和特性。
3. 提高动手实践能力,培养创新意识。
4. 增强团队协作精神,提高沟通能力。
三、实训内容1. 数字钟原理数字钟是一种将时间信息转换为数字信号,并通过数码管显示的电子计时设备。
其基本原理是利用石英晶体振荡器产生稳定的时钟信号,通过计数器进行计数,并通过译码器和数码管显示时间。
2. 电路设计本次实训采用以下电路设计:(1)时钟信号产生:利用555定时器产生1Hz的时钟信号。
(2)秒计数器:采用CD4060计数器,实现秒的计数。
(3)分计数器:采用CD4518计数器,实现分的计数。
(4)时计数器:采用CD4518计数器,实现时的计数。
(5)译码器:采用CD4511译码器,将计数器的输出信号转换为数码管所需的信号。
(6)数码管显示:采用共阴极七段数码管,显示时、分、秒。
3. 元件选择本次实训选用的元件如下:(1)时钟信号产生:555定时器、电阻、电容。
(2)计数器:CD4060、CD4518。
(3)译码器:CD4511。
(4)数码管显示:共阴极七段数码管。
(5)其他元件:电阻、电容、电位器、晶体管、开关等。
4. 焊接调试(1)按照电路图进行元件焊接。
(2)检查电路连接是否正确,并进行初步调试。
(3)调整电位器,使数码管显示正确的时间。
(4)测试电路功能,确保时、分、秒显示准确。
四、实训总结1. 通过本次实训,我们掌握了数字电子钟的原理和设计方法,熟悉了常用数字电路元件的功能和特性。
2. 在实训过程中,我们提高了动手实践能力,培养了创新意识。
3. 团队协作精神得到了加强,沟通能力得到提高。
数字钟实验报告数字钟实验报告1. 引言数字钟是一种以数字形式显示时间的装置,广泛应用于日常生活中。
本实验旨在通过搭建数字钟电路并进行实际测试,了解数字钟的工作原理和实现方式。
2. 实验材料和方法实验材料:电路板、电子元件(集成电路、电阻、电容等)、数字显示屏、电源、万用表等。
实验方法:按照电路图连接电子元件,将数字显示屏连接到电路板上,接通电源后进行测试。
3. 实验步骤3.1 搭建电路根据提供的电路图,将电子元件按照正确的连接方式搭建在电路板上。
确保连接的准确性和稳定性。
3.2 连接数字显示屏将数字显示屏连接到电路板上的指定位置,注意极性的正确性。
3.3 接通电源将电路板连接到电源上,确保电源的稳定输出。
3.4 进行测试打开电源,观察数字显示屏上的显示情况。
通过调整电路中的元件,如电容和电阻的数值,观察数字显示屏上的时间变化。
4. 实验结果在实验过程中,我们成功搭建了数字钟电路,并进行了多次测试。
通过调整电路中的元件数值,我们观察到数字显示屏上的时间变化。
数字钟准确地显示了当前的时间,并且实时更新。
5. 讨论与分析通过本次实验,我们了解到数字钟的工作原理是通过电路中的集成电路和元件来控制数字显示屏的显示。
数字钟的精确性和稳定性取决于电路的设计和元件的质量。
在实际应用中,数字钟通常会采用更加精确的时钟芯片来保证时间的准确性。
6. 实验总结本次实验通过搭建数字钟电路并进行测试,使我们更加深入地了解了数字钟的工作原理和实现方式。
通过调整电路中的元件,我们观察到数字显示屏上的时间变化,验证了数字钟的准确性和实时性。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重电路设计和元件的选择,以提高数字钟的精确性和稳定性。
7. 参考文献[1] 电子技术基础教程,XXX,XXX出版社,2010年。
[2] 数字电路设计与实验,XXX,XXX出版社,2015年。
8. 致谢感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和帮助。
他们的耐心指导和积极讨论使本次实验取得了圆满成功。
数字钟实验报告5篇范文第一篇:数字钟实验报告数字钟实验报告班级:电气信息i类112班实验时间:实验地点:指导老师:目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3(二)、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的:1.学习了解数码管,译码器,及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2.学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3.了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4.学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5.初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论,基本知识后,能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面,系统地进行电子电路的工程实践训练,学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1.设计一个二十四小时制的数字钟,时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2.能够准确校时,可以分别对时、分进行单独校时,使其到达标准时间。
3.能够准确计时,以数字形式显示时、分,发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数;5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能,撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3.1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成,这些都是数字电路中应用最广的基本电路3.2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率(1hz)进行计数的计数电路。
简易数字时钟实验报告简易数字时钟实验报告引言:在现代社会中,时钟是人们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭、学校还是工作场所,时钟都扮演着重要的角色。
然而,我们是否曾想过时钟是如何工作的呢?为了更好地理解时钟的原理和机制,我们进行了一项简易数字时钟实验。
实验目的:本实验的目的是通过制作一个简易的数字时钟来了解时钟的工作原理和数字显示技术。
实验材料:1. Arduino Nano开发板2. 数字时钟模块3. 面包板4. 连接线5. 电源适配器实验步骤:1. 将Arduino Nano开发板插入面包板上,并连接好电源适配器。
2. 将数字时钟模块与Arduino Nano开发板通过连接线连接起来。
3. 编写Arduino代码,实现数字时钟的显示功能。
4. 将编写好的代码上传到Arduino Nano开发板上。
5. 打开电源适配器,观察数字时钟是否能够正常显示时间。
实验结果:经过一番努力,我们成功地制作出了一个简易的数字时钟。
当我们打开电源适配器时,时钟模块上的数字显示屏幕亮起,并显示出当前的时间。
我们可以清晰地看到小时数、分钟数和秒数的变化。
这让我们深刻地认识到时钟背后的复杂工作原理和数字显示技术的重要性。
实验分析:通过这个实验,我们了解到数字时钟的工作原理是基于微控制器的。
Arduino Nano开发板作为一个微控制器,通过接收来自时钟模块的信号,然后将这些信号转化为可读的数字显示。
数字时钟模块内部包含了一系列的LED灯,通过控制这些LED灯的亮灭来显示时间。
同时,Arduino代码也起到了关键的作用,它将接收到的信号进行处理,并将处理后的结果发送给数字时钟模块进行显示。
实验心得:通过这个实验,我们不仅仅了解了数字时钟的工作原理和数字显示技术,还学习到了如何使用Arduino开发板和编写Arduino代码。
这个实验不仅提高了我们的动手能力,还培养了我们的逻辑思维和问题解决能力。
同时,我们也深刻认识到了科学实验的重要性,它能够帮助我们更好地理解和掌握知识。
数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统,通过该实验,深入理解数字电路的原理和应用,掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法,提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心,用于驱动计数器的计数操作。
本实验中,采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号,经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数,分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制,分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片(如 74LS160、74LS192 等)构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47(用于驱动共阳数码管)和 74LS48(用于驱动共阴数码管)。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管(LED 或 LCD)作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理,使用电路设计软件(如 Protel、Multisim 等)设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中,要合理布局芯片和元件,确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图,在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时,要注意芯片的引脚排列和连接方式,避免短路和断路。
3、调试电路接通电源,观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示,检查电源连接是否正确,芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率,观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确,检查分频器的连接是否正确,晶振的频率是否稳定。
数字钟实验报告引言:数字钟是一种使用数字显示时间的时钟,它已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
通过数字钟,我们可以准确地了解当前的时间,从而更好地安排自己的生活。
本实验旨在探究数字钟的原理和制作过程,并通过实际的制作过程加深对数字钟的了解。
一、原理介绍数字钟的原理基于电子技术和计时器的结合。
其中,主要包括以下几个部分:时钟芯片、数码管、控制电路以及电源等。
1.时钟芯片:时钟芯片是数字钟的核心部件,它内置了计时器和时钟功能。
通过时钟芯片,我们可以实现时间的自动更新和准确显示。
2.数码管:数码管是数字钟的显示部分,它由数根发光二极管组成,能够显示0-9的数字。
通过不同的控制电流和电压,数码管可以根据时钟芯片的指令来显示相应的数字。
3.控制电路:控制电路是连接时钟芯片和数码管之间的桥梁,它负责将时钟芯片输出的信号转换为数码管可识别的信号。
控制电路可以通过编码器、解码器和集线器等元件来实现。
4.电源:电源为数字钟提供所需的电能,将电能转换为供时钟芯片和数码管正常工作所需的电流和电压。
二、实验准备在进行实验之前,我们需要准备以下实验器材:晶体管、电阻器、电容器、发光二极管、电线、焊接工具等。
1.选择晶体管:在制作数字钟的过程中,我们需要选择合适的晶体管来实现数字的显示。
常见的晶体管有阳极、阴极共阳、阴极共阴等。
根据所需的显示效果选择不同类型的晶体管。
2.电阻器和电容器:电阻器和电容器是控制电路的重要组成部分,它们能够限制电流和调节电压,从而保证数字钟的正常工作。
3.焊接工具:焊接工具是将各个器材连接在一起的关键。
使用焊接工具进行焊接时,需要注意操作安全,确保焊点牢固。
三、实验步骤通过以下步骤,我们可以逐步完成数字钟的制作:1.划定电路板:首先,我们需要在电路板上进行标记,划定数字钟的各个部分的位置。
这一步骤旨在确保各个元件的安装位置准确无误。
2.安装元件:接下来,我们可以一步步安装各个元件。
首先,焊接晶体管和电阻器等固定元件,然后进行焊接。
一、实训目的本次实训旨在通过制作一个自动报时数字钟,加深对数字电路原理的理解,提高电子制作技能,并学会使用相关电子元件和设备。
通过本次实训,我们期望达到以下目标:1. 掌握数字电子钟的基本工作原理和电路设计方法。
2. 熟悉数字电路元件的识别、测试和焊接技术。
3. 学会使用数字电路测试仪器,如示波器、逻辑分析仪等。
4. 提高团队合作能力和问题解决能力。
二、实训环境实训地点:电子实验室实训设备:数字电子钟制作套件、万用表、示波器、逻辑分析仪、焊接工具、电源等。
三、实训原理数字电子钟主要由以下几个部分组成:时钟电路、译码电路、显示电路和报时电路。
1. 时钟电路:由晶振、分频器等组成,产生稳定的时钟信号。
2. 译码电路:将时钟电路产生的时钟信号转换为可以驱动显示器的信号。
3. 显示电路:由数码管组成,用于显示时间。
4. 报时电路:在设定的时间触发报时功能,发出声音或灯光提示。
四、实训过程1. 电路设计:根据实训要求,设计数字电子钟的电路图,包括时钟电路、译码电路、显示电路和报时电路。
2. 元件准备:根据电路图,准备所需的电子元件,如晶振、分频器、译码器、数码管、报时模块等。
3. 电路焊接:按照电路图,将元件焊接在电路板上,注意焊接质量,避免短路或虚焊。
4. 电路调试:使用万用表测试电路的电压、电流等参数,确保电路正常工作。
5. 报时功能调试:设置报时时间,测试报时功能是否正常。
6. 测试与验证:使用示波器、逻辑分析仪等测试仪器,对电路进行测试,确保电路功能正常。
五、实训结果经过调试,我们成功制作了一个自动报时数字钟。
该数字钟可以显示时、分、秒,并在设定的时间发出声音或灯光提示。
六、实训总结1. 技术收获:通过本次实训,我们掌握了数字电子钟的基本工作原理和电路设计方法,学会了使用相关电子元件和设备,提高了电子制作技能。
2. 团队合作:在实训过程中,我们进行了团队合作,分工合作,共同完成了实训任务。
3. 问题解决:在实训过程中,我们遇到了一些问题,如电路故障、元件故障等,通过查阅资料、讨论和请教老师,我们成功解决了这些问题。
《数字电路与逻辑设计实验》实验报告题目数字钟电路设计
学院:信息工程学院系电子信息工程
专业:
班级:
学号:
学生姓名:
同组同学:
指导教师:
递交日期:
一、实验目的:
1、综合应用数字电路知识;
2、学习使用protel进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计
3、学习电路板制作、安装、调试技能。
二、实验任务及要求:
任务:设计一个24小时制的数字钟,显示时、分、秒,有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到准确时间。
要求:画出电路原理图,元器件及参数选择,PCB文件生成、制板及实物制作
三、实验原理及电路设计:
1、设计方案与模块框图
数字时钟电路是一个典型的数字电路系统,其由时、分、秒计数器以及校时和显示电路组成。
其主要功能为计时、校时。
利用同步二-十进制计数器74LS160子电路构成数字时钟系统,其中秒、分计数均由1个10分频同步二-十进制计数器和1个6分频同步二-十进制计数器分别完成个位、十位计数,小时计数由1个5分频同步二-十进制计数器和1个3分频同步二-十进制计数器分别完成个位、十位计数。
秒、分、时计数器之间采用异步级联的方式。
开关S1和S2分别是控制分和时的校时开关。
图1. 设计框架图
2、各子模块原理与电路设计
①秒、分计数电路
分和秒的计数器为60进制计数器,该计数子电路有两片74LS160十进制计数器和一个与非门。
个位为10分频同步二-十进制计数器,将个位的进位端CO连接至十位的时钟CLK端,当个位完成0到9的计数后进位端每产生一个0到1的上升沿,使得十位计数器输入1个计数脉冲,十位计数器开始计数。
在十位的第7个计数脉冲到来之前,计数器锁定状态为0101,在与非门的作用下,使置数端为0,执行同步置入功能,重新回到初始状态0000。
至此,完成一次计数循环。
图2. 60进制计数电路图
第一个状态最后一个状态
图3. 60进制计数器模拟结果
②时计数电路
小时计数器为24进制计数器,该计数子电路有两片74LS160十进制计数器和一个与非门。
个位为5分频同步二-十进制计数器,十位为3分频同步二-十进制计数器。
将个位的进位端CO连接至十位的时钟CLK端,当个位完成0到4的计数后,进位端每产生一个0到1的上升沿,使得十位计数器输入1个计数脉冲,十位计数器开始计数。
将个位的Q2和十位的Q1连接到与非门的输入端,输出端连接到个位和十位计数器的清零端,即当个位计数器状态为0100,十位计数器状态为0010时,个位和十位计数器同时清零,重新计数。
图4. 24进制计数电路图
第一个状态最后一个状态
图5. 24进制计数器模拟结果
③555多谐振荡器
这里是采用的是有555芯片组成的多谐振荡器来作为频率脉冲产生器,其输出的脉冲频率为1KHz。
555芯片组成的多谐振荡器要输出符合要求的频率脉冲,其对电阻和电容的精度要求较高。
不太容易输出严格符合要求的频率脉冲。
由公式得:T≈0.7(R2 + 2R1)C2
f = 1/ T≈1.44/(R2 + 2R1)C2
计算得:C1=0.01 uF;C2 = 0.1uF;R2 = 4.7kΩ; R1 = 4.7kΩ
图6. 555多谐振荡器电路图
④千分频器
千分频器由3个74LS160级联而成,每级分频将频率为上一级的十分之一。
三级级联组成千分频器,把555多谐振荡器产生的1KHz脉冲降低到1Hz,用以供计数器计数,达到时钟的效果。
图7. 千分频器电路图
⑤时钟电路(包括校时电路)
把两个 60进制计数器和一个24进制计数器一异步级联的方式连载一起,就组成了数字时钟的电路。
其中开关S2控制校准时,S1控制校准分。
校时脉冲由脉冲发生器提供,每经过一个脉冲周期被校准计数器的个位增加一。
图8. 时钟电路图
3、总电路图
使用经千分频器处理过的555多谐振荡器产生的脉冲信号,代替函数信号发生器给时钟电路提供脉冲信号。
经过把上述各单元电路组合在一起就构成了数字时钟的整体电路,该电路基本上实现了设计要求。
四、主要实验元件及器材清单:
五、实物制作及调试:
1、实物图
图11. 数字钟正面图
图12. 数字钟反面图
2、调试与测试
开始时,将适配器接入电源与地线的插座中,数字钟无法正常显示数字,经过检查后发现部分电源线断路。
但是,使用焊锡将断路处连接后,数码管仍然不能正常显示。
但是当冲适配器引出一根导线接至555的电源端后,数码管可显示,但是出现乱码现象,且不能正常计时。
再次检查后,猜想555不能正常产生1KHZ脉冲,导致秒脉冲不能正常产生,使得整个电路不能正常工作。
图13. 第一次接入适配器
图14. 从适配器引出一根导线接至555的电源端后显示为08时0X分X0秒
图15. 从适配器引出一根导线接至555的电源端后显示为19时1X分50秒
六、总结
1、电路图、PCB图设计及实物制作过程中遇到的主要问题及解决方法;
图16. 初始校时电路之一
图17. 第一次转印失败的电路板
2、小组合作分工情况介绍:
3、收获与体会
在本次数字电路的课程设计中,我进一步对multism仿真软件和protel软件的使用有了更深层次的理解。
这次课程设计我的主要任务是方案的设计以及仿真,然而,在设计电路过程中,出现了很多问题,比如校时电路的设计,根据查到的资料,正确设计电路连线后却无法正常实现校时功能。
如图19为原始电路,其中用了较多的与非门,电路较为复杂。
因此,在多次的思考和摸索中,利用所学到的理论知识,在资料所提供的基础上进一步对电路进行了改动和完善,最终设计出了完整的较为简单的校时电路。
图19 原始电路(含校时电路)
在热转印时,我们组由于是在顶层布线,所以转印过程有了静面打印的小插曲,但结果却适得其反,因为本次课程设计是单层信号层,故顶层和底层布线并不会对结果产生太大的影响,虽然浪费了一块电路板,但我们对数字钟的认识更加清晰。
下一步是腐蚀电路板,三氯化铁溶液具有强烈的腐蚀性,通过观察前面几组同学的腐蚀过程,我们也掌握了腐蚀的基本方法和注意事项,虽然最终的电路板上出现了两处断线的地方,但通过焊锡将其连接起来后对实验结果并无影响。
打孔过程中,我们轮流替换,均体会到了打孔的方法和技巧。
最后的焊接和调试过程,我们分工合作,由于以前接触过焊接,所以此过程较为顺利。
当插上适配器无显示时,我们首先对电路进行了检查,发现有断线现象,但连接后仍无显示,用导线将适配器连接至电路板上任一导线,可看到不同的显示,也较为正常的显示了校时电路。
通过本次课程设计,我更加清楚了电路设计的理念,并对自己的动手能力进行了肯定,虽然设计过程中困难重重,但通过自己和队员的积极思考和老师的悉心指导,我们克服了困难,并取得了一定的成效。
虽然数字钟出现了乱码现象,但最终的结果还是让我比较满意和欣慰,这是对自己的肯定,也是对今后学习生活的鼓舞。