1、南京理工大學目錄實驗目的-，實驗儀器* ?設計內容簡介四，設計原理五，分部電路圖及原理六，電路安裝與調試七，實驗中遇到的問題及解決方法八，心得體會九，附錄實驗目的1、掌握常見集成電路的工作原理和使用方法，學會單元電路的設計方法。2、鍛煉學生的分析問題解決問題的能力以及設計電路和動手組裝電路的能力。二實驗儀器電源發生器，三用表，示波器，鑷子，剪刀三. 設計內容簡介1、 設計一個脈沖發生電路，為計時器提供脈沖、 為報時電路提供驅動蜂鳴器的脈沖信號；2、設計計時電路，完成 0分00秒一9分59秒計時功能；3、 設計報時電路，使數字計時器從9分53秒開始報時，每隔兩秒發一聲，共發三 聲低音，一聲高音；

2、即 9分53秒、9分55秒、9分57秒發低音（頻率1KHZ）, 9 分59秒發高音（頻率 2KHZ ；4、設計校分電路，在任何時候，撥動校分開關，可進行快速校分；5、設計清零電路，具有開機自動清零功能，并且在任何時候，按動清零開關，可以進行計時器清零；6、系統級聯調試，將以上電路進行級聯完成計時器的所有功能；四. 設計原理數字計時器是一個對標準頻率（1Hz）進行計數的計數電路。由于計數的起始時間與所需要的起點可能會不相同，所以需要在電路上加一個校分電路，以便將分時刻跳 到想要的時刻（這也是為什么校分電路先于蜂鳴電路的原因，這樣做節省了很多時 間）。為了使標準的1Hz時間信號準確并且穩定，實驗中

3、我們使用了石英晶體振蕩 器構成脈沖發生電路。 為了使電路更加簡單， 實驗中我們使用了一片 CD4518的集成 塊對計時器的秒的個位和分的十位進行計數，用74LS161構成模六（六進制）計數器實現對秒的十位進行計數，當低位計數器計滿10時向高位產生一個脈沖信號，觸發高位計數器計數。由于所使用的計數器都有異步清零端，故可通過簡單的電路就 可以使電路具有開機清零功能和隨時清零功能。五. 分部電路圖及原理（1）脈沖電路4060IHrvcc脈沖電路為計時電路提供頻率為1Hz的秒脈沖計數信號，可以用石英晶體振蕩器 32768和分頻器CC4060構成。石英晶體振蕩器提供的脈沖頻率為32768Hz（ =215

4、Hz）而分頻器cc4060的最大分頻系數是 214，因此兩者組合最小可提供2 Hz的脈沖信號，為了得到秒脈沖信號，還需再經過一個二分頻器件分頻，分頻可以由74LS74實現。（2）計時電路此部分為該實驗的核心部分。可以用十進制加法計數器CC4518和四位二進制加法計數器74161來實現。CC4518集成了兩個十進制加法計數器，可分別作為秒個位計數和分計數， 74161改造成六進制計數器作為秒十位計數。圖中秒進分進位脈沖處于74161的12號管腳處及EN端。(3) 校分電路M進方違住陸戶校分電路通過與非門實現。原理：正常計數時時開關打在“ 1”電平，下面的與非門被選通，上面的與非門被封鎖，秒進位產

5、生的脈沖送至分計數器的時鐘端；當開關打在“ 0”電平時，上面的與非門被選通， 下面的與非門被封鎖，校分信號送至分計數器的時鐘端。校分信號可由4060分頻信號得到，一般選為 2Hz。（4）清零電路VCC5 / 10南京理工大學# / 10南京理工大學74161的清零端接低電平，CD4518的清零端接高電平（接秒十位的清零要經過一個電容）（5 ）蜂鳴電路（報時電路）3Q3Q2Q2QBELL需要在某一時刻報時，就將該時刻輸出為“1”的信號作為觸發信號，選通報時脈沖信號，進行報時。此部分由四與門、二或門、晶體管和蜂鳴器構成。使電路在9分53秒、9分55秒、9分57秒發低音（1KHz） ,9分59秒發高

6、音（2KHz）即當3QD3Q3Q3Q為1001，2Q2Q2Q2Q 為0101，1Q1QIQ1Q為0011或0101或0111時發低音，1Q1Q1Q1Q為1001時發高音。因此可以將3Q、3Q、2Q、2Q相與后的信號作為公共選通信號，1QB1Q、1Q1Q，1Q1QB1Q與或后的信號也即1QA和(1Q+1Q)相與的信號作為低音的另一選通信號，1CD、1Q相與的信號作為高音的另一選通信號。六. 電路安裝與調試說明電路安裝前應該先把面包板的各個橫通孔用導線連好，并且統一用紅線代表電源線，用黑線代表地線，連接完成后應該接上電源用萬用表測試各插孔以確保整塊板子上無漏掉的插孔以 免影響后面的安裝工作。電路安

7、裝過程中需要注意對照各元器件的功能表和引腳圖，將應該與電源相連接的或者與地線相連接的腳均用紅線或者黑線插好，使各個元器件處于正常工作狀態，以免影響后面的插線工作，影響實驗的效率。除此之外，安裝時還要耐住性子， 不要因為導線過多而變得不耐 煩，不認真，這就犯了該實驗的一大忌， 只有認認真真地做好每一步才能順利地完成電路安 裝工作，為了使電路美觀且各個功能容易識別，應該一個功能用一種顏色的導線連接。具體安裝過程如下：(1) 按照電路原理圖安裝脈沖發生電路：將脈沖發生電路產生的CP脈沖接入CD4518的EN端。此時可通過萬用表觀察秒信號是否正常輸出。將萬用表打在電壓 10V檔，若正常輸出則可以看到萬

8、用表指針左右擺動，頻率為1次/秒。(2) 按照計時電路原理圖接好計時電路：測試計數器是否開始計數，使秒的個位由09 顯示，每當由9變為0時，秒十位進一。當秒十位為 5秒個位由9變到0時，秒十位清零， 分個位變為1。(3) 按譯碼顯示電路原理，接好顯示電路，接通電源觀察數碼管是否正常顯示，同時也可 觀察計數器是否正常計數。(4) 連接清零電路：利用到CD4069反相器，注意開關使用。當開關打開時，實現開機清零； 當開關閉合時，實現不掉電清零。如果開關與面包板接觸不良， 即開關閉合后，不掉電清零 功能不能百分之一百實現，則可用一根導線代替開關使用。(5 )連接校分電路：當開關斷開時，電路正常計時；

9、當開關閉合時，電路實現快速校分。如果開關與面包板接觸不良，即開關閉合后，不能立刻實現校分功能，則可用一根導線代替開關使用。(6)連接報時電路：若電路正常工作蜂鳴器會從 9分53秒開始每隔一秒報一聲低音 (1KHz)， 9分59秒時報一聲高音(2KHz)。如果電路連接正確，蜂鳴器沒有聲音，則將信號直接接 入蜂鳴器中；如果有聲音，則錯誤發生在發聲電路中電阻與三極管的連接；如果沒有聲音， 則檢測報時電路部分芯片74LS21的連接；若蜂鳴器聲音不斷，則檢測蜂鳴器的管腳是否接反。七. 實驗中遇到的問題及解決辦法(1) 首先遇到的問題是，秒脈沖產生不正常，經老師指導，檢測了4060和74LS74各引 腳電

10、位，發現有一根電源線沒有接好。(2) 其次，計時電路不能正常工作。這次問題比較嚴重，很多地方出現了問題，我自己 先檢查了一下電路，發現有幾個接電源和接地的引腳接錯了，但改正后發現還是不對。經老師指導后，發現是我的譯碼器4511和計數器74161壞了，更換過后，可以正常工作了。(3) 后來的校分電路、清零電路以及蜂鳴電路，在吸取了前面的經驗教訓后都是一氣呵 成，沒有出現差錯。八. 心得體會通過這次實驗我學到了很多，得到了很大的啟示， 不僅僅是電路學習方面的，從大學學習到今后的科研，再到做人做事方面，我都獲益匪淺。做實驗要預先預習， 要對各元器件有充分的了解，要充分理解所做實驗的理論知識。接電路一

11、定要細心、合理，盡量按信號流向分級安裝，逐級級聯，平行布線。不論做什么一定要知道前因后果、來龍去脈，這樣學東西才能學明白、學透徹。不論做什么一定要仔細、認真，這樣可以避免很多不必要的麻煩。但一旦發生錯誤，不要慌張，從頭到尾一步一步查找錯誤，總會解決問題的。九. 附錄1、參考文獻電子線路實踐教程 王建新、姜萍編著 科學出版社數字邏輯電路與系統設計蔣立平主編電子工業出版社2、元件清單共陰數碼管：3只、分頻器CC4060 : 1只、 譯碼器CC4511: 3只、晶體振蕩器32768: 1只、計數器CC4518 : 1只、74161 : 1只、晶體管8050 : 1只、蜂 鳴器：1只、D觸發器74LS

12、74 : 1只、二四與非門 74 LSOO : 2只、電阻1K :21 只、10K22M 470Q 各 1 只、四二與門 74 LS21: 2 只、二四或門 74 LS32 :1只、電容100uf、10pf、20pf各1只、六反相器 CC4069:1 只3、芯片引腳圖8 / 10南京理工大學9 / 10南京理工大學1i i iL|1615 14 131211109406012345678rQ131 1Q12 Q14 (1)6 Q71Q51Q4GFIDVCCt g a bcde11 1| |1|1161514 13 12H10(3451112315678r廠丨 brQ12 Q13 Q14 Q6

13、Q5 Q7 Q4vcc Q10 Q8 Q9 CR CPI CPO CPO vccB B C CIlli1413121110g8-40691234567111111DDEEFrGNBvccCR 2Q42Q3 2Q22Q12EN2CP1丄L|L丄|16151413 12111094518123456181111 11111CP iEW 1Q1 1Q2 1Q3 1Q4 CK GNIJvcc 1A IB IQ 2A 2B 2Q141312 11 ID 98141312 111098740074321234I5671234567111 1Iir111 1111vcc 1A IB iA+B 2A 2B 2A+B3A 3B $ 4A 4B 4Q G1W 酬汩 3A+B 4A 4B 4A+B GIW1Illi1413 12u109812374214567rrTT12A 2B2C 2D 2ABCD GKDvcc ia IB1 1 11 1 1I1413121110987474123457而TID11CP113d1IQTTQ1：GND坨 ID 1ABCD2ED 2D 2CP 2SD 2Q 2Q|丄L 11|丄161514 13 127416111109123456?81T1 1 1111CE CP Pl P2 P