数字钟

数

子

钟

的

调

试

与

安

装

报

告

班级：12级电子信息工程1班学号： 201272020122

姓名：任晶

一实验要求

用555或晶振做秒脉冲信号源，用计时芯片构成数字钟，显

示秒，分，时。

具有快速校时功能。

具有闹钟功能（在任意时刻预置一个时间，当数字钟显示的

时间与你预置的时间相等时发出“滴，滴，滴“声音信号。

二实验原理

1 时间显示模块电路

用三个CD4518作为核心芯片进行级联，再用逻辑门完成进位，置零等功能。CD4518是双十进制计数器，有两个时钟输入端，可以同时满足进位和校时功能，而不会产生干扰，具有置

零功能，可以组成六十进制和二十四进制的计数器。

CD4518，该芯片是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～15。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；11脚～14脚）。CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，

信号由CP输入，此时EN端应接高电平“1”，若用时钟下降

沿触发，信号由EN端输入，此时CP端应接低电平“0”。

时、分、秒显示电路模块设计

1)下图为秒的电路设计图，右边为秒个位，左边为秒十位。

考虑到CD4518为十进制，又CLOCK为上升沿输入，

CLOCK`为下降沿输入，所以当秒个位为9（四位二进制数

ABCD为1001）的时候，秒十位的CLOCK`接低位端，在

1001的低位D变为0的时候产生进位。在秒十位的BC端接74LS08,当BC都为高电平时（0110）秒计时清零并产生向分的进位。秒个位的CLOCK`要接高电平，秒十位的CLOCK要接低电平，在实物连接的时候，就是因为秒十位的CLOCK没有接低电平一直不进位。

2)分的电路

分的时间电路与秒的一样

3)时的电路

上图为时的设计电路，与秒、分不一样的是他是24进制，

当时的十位为0﹑1的时候，时个位正常从0-9显示，当时的十

位为2的时候，个位显示0﹑1﹑2﹑3,然后回到0,因此置零与

秒分不一样,当十位的为2时二进制位0010,各位为为4时二进

制位0100,所以十位的B与个位的C端接74LS08,当他们同时为

1时清零.

2 闹钟显示模块电路

用4个74LS85作为核心芯片进行级联，与CD4518的小时，分钟输出进行比较，当预置时间与CD4518的输出时间相等时

触发蜂鸣器。

功能表如下

三数字钟的总体电路图 1 时钟电路

2 闹钟电路

3 脉冲电路

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于

2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下：

1脚：外接电源负端VSS 或接地，一般情况下接地。 2脚：低触发端 3脚：输出端Vo

2.5 V

4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用

时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部

两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只

0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH高触发端。

7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电

容的放电。

8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5-

16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3-18V。一般用5V。

在1脚接地，5脚未外接电压.

上图为555芯片的内部结构

下图为555芯片的引脚图

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四 调试与安装

在仿真成功后，就想着实物连接肯定也会没问题，一开始数码管的引脚就焊错了，因为我是按照书上数码管的管脚在板子的后面焊的，可是在正面插上数码管时才发现刚好反了，在把整个电路都焊好后，开始运行却发现6个数码管都显示的是零，连计时功能都不能实现。首先想到的是作为秒计时的CD4518是不是出问题了，就测了各个管脚的连线是否正常，有没有虚焊，电压是否接上，测完发现都是好的，就想555脉冲是否正常，发现也是好的。就想是不是进位的芯片有影响了，就把与门的连线断了，可是也不能运行，经过一天的测与修，就是不能运行，很是郁闷。没办法之下就把闹钟部分的85芯片与4518芯片的连线断开，又把或门的连线也断开，先实现秒计时部分，再一步一步往上加，把秒计时连上线后发现只是0至9不能进位，就又把4518芯片的功能又看了一遍，在仿真中一个管脚是悬空的，代表了低电平，可是在实际中是要接低电平的。完成60的秒部分后就把或门与与门的连线上，发现计时部分都好了，就又把闹钟部分的线连上了，在仿真中拨码开关的一端连的是高电平，在实际中却要接低电平。CMOS 管脚不能悬空要接低电平或高电平，否则的话当你的手靠近芯片的时候他会不工作或者出现跳变。Z 在校时方面，分的校时才用秒的进位，比较稳定，时的校时，采用高低电平，刚开始的时候有点不稳定，有时会进2位，在开关上幷了电容后就好了。后面又采用了RS 触发器。

100uF

五心得体会

经过这段时间的课程设计，学到了很多在课堂上学习不到的东西，经过实践后加深了对课本知识的理解，同时也学会了一

种学习的态度

这次课程设计也再次让我们看到了理论与实际的差别和联系，理论知识为我们提供了一个框架，在在实际的操作与运行中，

你要能随机应变不能死搬书上的那一套，也让我们了解到仿真

与实际的差别，理想很丰满现实很骨感，尽管开始的时候你可

能想的很多，想的很好，想的也很简单，但在实践的过程中你

会碰到各种问题，也学到了如果你连书本上的知识都不能掌握，就谈不上实践了。理论知识固然很重要，然而我们要在实际的

过程中发现问题并解决问题，在实践中提高自己的动手能力和

解决问题的能力。

在这次实践中我也学到了怎样检查问题，在你焊接的时候最

好把模块分清楚，一个模块一个模块的焊，出了问题一个模块

一个模块的逐级检查，也学到了做事要严谨，认真，如果你不

仔细就有可能会虚焊，或者接错线，并学会了独立思考，独立

解决问题的能力，在一周的废寝忘食的课程设计过程中我收获

了很多，犹记得当我调试成功的那种喜悦，因为这是自己亲手

设计与实践后的结晶。尽管你可能一个人能做出来东西，可是

如果你在一个团队里的话会大大提高你的效率，因为当你的伙

伴发现错误时，你就能及时避免再次发生错误，也让我们知道了。团队合作的重要性。