数字电子钟实习报告

一、 引言

数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒，数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭，车站，码头、办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大地方便，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、校时自动打铃、时间程序自动控制、定是广播、自动启闭路灯、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。因此，研究数字钟及扩大其应用有着非常现实的意义

二、实习目的

数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，且具有无机械传动装置等特点，因此得到了广泛的使用。 数字电子钟从原理上看是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。设计与制做数字电子钟可以使我们了解数字电子钟的原理，并且学会制作数字电子钟.而且通过数字电子钟的制作进一步地了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法.且由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路.通过此次课程设计可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法

三、实习任务

设计制作一个数字电子钟指标：

（1）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00； （2）各用2位数码管显示时、分、秒；

（3）具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

（4）为保证计时器的稳定性及准确性，由晶体振荡器提供时间基准信号

（5）设计内容：焊接数码显示电子钟电路； 学习数码显示电子钟的组成电路及工作原理； 数码显示电子钟电路的硬件调试。设计要求：掌握集成计数器、显示电路的综合应用； 掌握数码显示电子钟的组成电路及各部分电路的工作原理； 熟悉数码显示电子钟的安装与调试。

（6）学会综合运用数字电子技术所学的知识解决实际问题； 学会电子电路的工作原理、电子电路的组装、电子电路焊接技术，电子电路故障的检测与排除，电子电路的调试。

四、设计原理

振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，秒计时器计满60后向分计数器进位，分计时器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。

数字电子钟是一个计数电路，主要由振荡器、计数器、译码器和显示器电路功能模块组成。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果通过显示器以“时”、“分”、“秒”的顺序以数字形式显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数，而且可以通过校时电路对分和时进行校时。

五、设计过程

本学期所学的数字电子知识，给予我们一个实践的机会，因此最终选择了用数字逻辑电路来实现这个设计方案，本次实习的电路系统由晶体振荡电路，时间计数电路，校时电路，译码驱动电路组成。

数字时钟有振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。其中，时间计数电路用7个74LS161组成。译码电路主要由7个248组成，一个60和一个74组成了校时电路。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，直接决定计时系统的精度。由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。将标准秒信号送入采用六十进制的“秒计数器”，每秒计60s就发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用六十进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被

送到“时计数器”。“时计数器”采用二十四或十二进制计时器，可实现对一天24h或12h的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过六位七段译码显示器显示出来，可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。 1 数字电子钟的电路设计 ：含时间计数电路的设计、整点报时电路的设计、校时电路的设计、秒信号发生器的设计、译码驱动显示电路的设计几个部分。

2时间计数电路的设计：时间计数电路由60进制的秒计数器，60进制的分计数器和24进制的计数器组成，当分的74LS161芯片的进位输入端的脉冲进位信号传到时的脉冲输入端时，时便计数一次，并且其十位和个位的进位关系与分（秒）的十位和个位的进位关系一样。

3校时电路的设计 ：数字电子钟开机时并不能立即显示当前时间，所以需要一个校时电路来调整到所需要的时间。根据设计要求，采用自动实现对时和分的校时，为了使校时不干扰计时，在校时电路中还加入了消抖电路，用于消除输入脉冲的不稳定性，确保校时和计时的稳定与准确。其主要原理是：先截断正常的计数通路，然后再将频率为2Hz的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可，根据要求，数字钟应具有自动分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中 4秒信号发生器的设计

振荡器是数字钟的核心，振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确度。由集成电路定时器555与RC可组成多谐振荡器，其振荡频率只有1KHz。为了获取更高的计时精度，选用晶体振

荡器构成振荡器电路。一般说来，振荡器的频率越高，计时精度越高，本次设计选用的晶体振荡器。

5译码驱动显示电路：译码显示电路是将计数器输出的8421 BCD码译成数码管显示所需要的高低电平。所以在译码电路和数码管的选择上一定要注意配套。如我们采用阴极七段数码管，则译码电路就应选接与它配套的共阴极七段数码驱动器。由248把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到248芯片，再由248芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来

6 计时电路 电路由振荡器及单片机组成

(1)振荡器电路：振荡器是数字钟的核心，振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。该系统的振荡器由频率为12MHZ的晶振及两个容量为30PF的电容组成，产生稳定的12MHZ脉冲信号，输送给单片

机。 （2） 单片机电路：采用型号为89C2051单片机，内部固化了系统工作程序，可实现分频、计数、定时功能。

7 按键电路 ：按键电路由轻触开关S1、S2、S3及电阻R1、R2组成.

8调试过程： 1、 对照电路图，检查电路板上各元件有无错焊或者漏焊。 2、 检查各元件有无虚焊，邻近焊点间是否短路。3、检查晶体振荡器的位置放置是否正确。

9 性能测试与分析 测试： 经过详细检查，确保焊接无误后，接入电源。

分析： 1按键电路:由轻触开关K1、K3及电阻R3、R4组成，在单片机内部程序的配合下可实现时间调整、闹钟设置功能。 2计时电

路:由石英晶体振荡器和电容构成振荡电路,产生时钟脉冲信号(时间基准)，由译码驱动器驱动数码管显示。

六、 收获和体会：

通过这次实验我真正切实的明白什么是焊接技术，第一次在一次实验课题上学到这么东西，学会了如何去焊接！第一次拥有自己做出来的一件产品觉得心满意足！数电课程设计是一个很锻炼动手能力的一次实践性活动。要完成这一次设计任务，必须先做以下的准备： 1复习本学期所学的数电知识,弄懂设计要求和实现该功能的芯片，将局部功能的电路图设计出来，并按照课程设计的要求设计出原理图。 2焊接电路板。这一部分很重要，对我们对布线及焊接技术要求比较高。同时，运用了我们上学期电工工艺实习的知识。3电路的调试。这基本是最后一步了，调试还是比较有难度的，因为设计出来的电路是理论上的，实际焊接会有什么问题我们不知道。要根据测试出现的问题一一找出问题根源，做出修改，直到完全符合设计要求。

在这次课程设计中收获很多。首先，以前在做数电实验时只是按照实验指导书上的步骤连接电路，并完成实验。但这一次是完全要求手动。从电路原理图的设计到布线焊接再到实现功能，都要求理解并熟悉芯片的内部结构及功能。在调试过程中要分析电路故障，一一排除，直到没问题。同时，这次课程设计过程中所收获的体会也是很深刻的。我们明白到，单有丰富的理论知识是不够的，我们必须将理论运用到实践当中，才能更好地解决实际问题。

 

第二篇：数字电子技术实训报告

实训报告

实训名称：数字电子技术实习

              

项       目：30秒倒计时器

专       业：

班       级：

组       员：

学       号:

指导老师：

实习时间：

要求： 1：内文采用宋体小四号字体 2：总共不少于2500字(2页) 以表述清楚为准