电工电子实验报告(多功能数字计时器设计)
电工电子综合实验Ⅱ-电子计时器电路设计实验报告-优秀
（1）脉冲发生电路………………………………………10 （2）计时电路……………………………………………11 （3）译码显示电路………………………………………12 （4）校分电路……………………………………………13 （5）清零电路……………………………………………15 （6）整点报时电路………………………………………16 七、 实验总逻辑电路图………………………………………17 八、 电子计时器引脚接线图…………………………………18 九、 创新设计及实验总结……………………………………19
1Cr
U3 CD4518
BCD 码加法计数 保持 BCD 码加法计数 保持
6. CD4511(译码器)
f1
g1
a1
b1
c1
d1
Vdd
e1 Vss
~LI
~BI
U4 CD4511
LE
B
C
D
图 6.
CD4511 引脚布局图
表 6. 逻辑功能表 输入 功能 试灯 消隐 锁存 译码 错码
LT
A
输出 B A X 0 X a b c d e f g 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 原态不变 正确译码 错误或消隐
6
5. CD4518（BCD 码十进制计数器）
Vdd 2Cr 2Qd 2Qc 2Qb 2Qa 2EN 2CP Vss
1CP
1EN
1Qa
1Qb
1Qc
1Qd
图 5. 表 5. 功能 CR 清零 计数 保持 计数 保持 1 0 0 0 0 输入 CP × ↑ ↑ 0 1
CD4518 引脚布局图 CD4518 逻辑功能表 输出 EN × 1 0 ↓ ↓ QD 0 QC 0 QB 0 QA 0
电工电子实验报告
电工电子实验报告电工电子综合实验（U）实验报告—多功能数字计时器摘要设计搭建一个多功能数字计数器，从0分0秒开始计时, 计到9分59秒后自动清零。
具有计时、清零、校分、整点报时的基本功能和闹钟、秒表的附加功能。
显示电路使用的是动态显示方式，即只使用一片译码器外加较高频率的时钟控制电路来实现数码管的“同时”显示功能AbstractDesig n a multi-purpose digital register which candisplay the time . It starts from 0 mi nute 0 sec on ds, countsafter 9 minute 59 sec onds automatic clear zero.The clock has the basic functions of clearing,minute-correcting, beeping in the sharp hour and thestopwatch. We use dyn amic display circuit to display, n amelyrealiz ing display ing in the same time using one en coder and ahigh freque ncy.目录设计目的二. 设计要求三. 实验原理四. 单元电路设计及其电路图1信号发生电路2、计时电路3、显示电路4、清零电路5、校分电路6、报时电路五. 附加电路六. 实验感想七. 实验中遇到的问题八. 附录1、工具及器件清单2、各元件的引脚图及功能表3、总电路逻辑图4、参考文献、实验目的1.掌握常见集成电路实验单元电路的设计过程。
2.了解各单元再次组合新单元的方法。
二. 设计要求（1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲，为报时电路提供驱动蜂鸣器发声的脉冲信号；（2）设计计时和显示电路，完成0分00秒至59分59秒的计时和显示功能；（3）设计清零电路，具有开机自动清零的功能，并在任何时候，按动清零开关，就可以实现计时器清零；（4）设计校分电路，在任何时候，按下校分开关，可以进行快速校分；（5）设计报时电路，使数字计时器从59分53秒开始报时，每隔2秒发一声，共发三声低音，一声高音；［即59分53秒、59分55秒、59分57秒发低音（频率为1KH0 ,59分59 秒发高音（频率为2KHZ ］；（6）可增加数字计时器附加功能，例如数字计时器定时功能、电路启停功能、电路采用动态显示功能。
数字钟实验报告--多功能计时电路的设计
电类综合实验报告题目：多功能计时电路的设计--数字钟姓名：马冯生学号：114116001203学院：材料学院专业：材料加工工程指导：电子技术中心完成时间：2015年3月24日目录一、引言二、实验目的三、实验设计要求四、实验原理及框图五、单元电路设计及其电路六、实验中遇到的问题及解决方法七、心得体会八、元器件清单一．引言随着数字技术在仪表和通信系统中的广泛应用，数字钟已经应用到生活的方方面面，而数字钟的功能也随着人们要求的提高在不断的增加，同时在数字技术的快速发展下，功能也越来越强大。
数字钟能够比传统的时钟更加精确的进行计时，并且能够实现多种显示。
在调节方面，能够内嵌许多诸如报时、万年历、彩铃等计时以外的功能。
本设计在介绍数字钟工作原理的基础上，运用数字集成技术，来设计实现一个多功能数字钟。
二．实验目的1、通过实验掌握十进制加法计数、译码、显示电路的工作过程。
2、通过实验深入掌握电路的分频原理和数字信号的测量方法。
3、熟悉集成电路构成的计数、译码、显示器件的外部功能及其使用方法。
三．实验设计要求1、秒信号发生电路：为计时器提供信号。
2、及时电路：完成0分00秒-9分59秒的计时功能。
3、清零电路：具有开机自动清零功能；在任何时候，按动清零开关，可进行计时器手动清零。
4、译码显示电路：显示计时电路产生的数字信息。
5、系统级联调试：将以上电路进行级联完成等计时器的所有功能。
四．实验原理及框图图1 三位计时器示意图数字钟示意图如图1所示，计时电路完成计时功能，并将计时结果传送至显示电路，进而实现显示功能。
原理框图如图2所示，主要由计时电路、秒信号发生电路、清零电路和译码电路组成。
计时电路在秒信号的作用下，产生0:00~9:59的循环计时，清零电路控制计时电路的清零端，实现时钟的清零，最终将计时电路的输出送至译码显示电路，实现时钟的显示。
图2 数字钟的原理框图五．单元电路设计及其电路1、秒信号发生电路图3 秒信号发生电路秒信号发生电路为计时电路提供驱动信号，电路原理如图3所示。
多功能数字钟电路设计实验报告
多功能数字钟电路设计实验报告实验目的：设计一个多功能数字钟电路，能够显示当前时间，并具备闹钟、秒表和计时等功能。
实验原理：1. 数码管显示：使用4位共阴极数码管进行显示，采用BCD码方式输入。
2. 按键输入：使用按键进行时间的调节和选择功能。
3. 时钟频率：使用晶体振荡器提供系统时钟，通过分频电路控制时钟频率。
实验器材：1. 4位共阴极数码管2. 按键开关3. 74LS90分频器4. 时钟晶体振荡器5. 耐压电容、电阻等元件6. 电路连接线实验步骤：1. 连接电路：根据电路原理图，将数码管、按键开关、74LS90分频器、晶体振荡器等连接起来，注意接线正确。
2. 编写程序：根据实验要求，编写相应的程序，实现时钟、闹钟、秒表和计时等功能。
3. 调试电路：将电路通电并运行程序，观察数码管的显示情况和按键功能是否正常。
4. 测试功能：分别测试多功能数字钟的时钟、闹钟、秒表和计时等功能，确保功能正常。
5. 完善实验报告：根据实验结果和观察情况，完善实验报告，并附上电路原理图、程序代码等。
实验结果：经过调试和测试，多功能数字钟电路能够正常显示时间，并具备时钟、闹钟、秒表和计时功能。
使用按键进行时间调节和功能选择，数码管根据不同功能进行相应的显示。
实验总结：通过本次实验，我掌握了多功能数字钟电路的设计原理和实现方法，并且了解了数码管显示、按键输入、时钟频率控制等相关知识。
实验过程中，我发现电路连接正确性对功能实现起到关键作用，同时合理编写程序也是确保功能正常的重要环节。
通过实验，我对数字电路的设计和实现有了一定的了解，并且培养了动手实践和解决问题的能力。
数字电子计时器实训报告
一、实训目的1. 掌握数字电子计时器的基本原理和设计方法；2. 熟悉数字电路中常用元器件的性能和应用；3. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。
二、实训环境1. 实训设备：数字电路实验箱、示波器、信号发生器、万用表等；2. 实训软件：Proteus仿真软件、Keil编译器等；3. 实训时间：2周。
三、实训原理1. 数字电子计时器主要由时钟信号源、计数器、译码显示电路等组成；2. 时钟信号源提供稳定、精确的时钟信号，通常采用石英晶体振荡器；3. 计数器对时钟信号进行计数，实现计时功能；4. 译码显示电路将计数器的输出信号转换为可显示的数字，通常采用LED数码管或LCD液晶显示屏。
四、实训过程1. 设计与仿真（1）根据设计要求，确定计时器的工作原理和电路结构；（2）在Proteus仿真软件中搭建电路，包括时钟信号源、计数器、译码显示电路等；（3）对电路进行仿真测试，确保电路功能正常。
2. 电路搭建与调试（1）根据仿真电路，在数字电路实验箱上搭建实际电路；（2）连接电源，检查电路连接是否正确；（3）使用示波器观察时钟信号，确保时钟信号稳定；（4）使用万用表测量计数器输出，检查计数器是否正常工作；（5）调整电路参数，确保译码显示电路显示正确。
3. 功能测试与优化（1）按设计要求进行功能测试，包括计时、清零、复位等功能；（2）检查计时精度，确保计时器准确计时；（3）优化电路，提高计时器的稳定性和可靠性。
五、实训结果1. 成功搭建数字电子计时器电路，实现计时功能；2. 计时器计时精度较高，满足设计要求；3. 电路稳定可靠，抗干扰能力强。
六、实训总结1. 通过本次实训，掌握了数字电子计时器的基本原理和设计方法；2. 熟悉了数字电路中常用元器件的性能和应用；3. 提高了动手实践能力，培养了团队协作精神；4. 发现了在设计过程中存在的问题，并进行了优化，提高了电路性能。
本次实训使我对数字电子计时器有了更深入的了解，为今后从事相关领域的工作奠定了基础。
电工电子综合实验数字计时器设计-实验报告
电工电子综合实验数字计时器设计实验报告实验目的：通过设计数字计时器，学会了解、掌握数字电路设计方法，加深了对时序逻辑电路、数字电路逻辑设计的理解。
同时通过实验，掌握了数字计时器的实际应用。
实验设备：1. 数字逻辑实验箱2. 7400、7402、7474、7447、555、7490、74138 等集成电路3. 面包板4. 丝印PCB板5. 电路图绘图软件6. 万用表7. 示波器实验原理：数字计时器是一种可以按照一定规律进行计数的仪器。
数字计时器要求计数精度高，计数速度快，计数范围广，易于操作等特点。
其基本实现原理是将高低电平不断切换写入计数器，计数器对输入的高低电平进行计数。
实验步骤：1.搭建基本框架电路(a) 用7400 NAND 双输入门和555计时器构成高电平宽度为1s 的方波输出脉冲。
(b)通过7402 NOR门和7474锁存器控制计数器数据输入端。
(c)接上两个7490模数计数器，构成0-99计数器。
(d)加上LED数码管和BCD-7定码器，组成数字显示模块。
2.绘制电路原理图(a)按照以上搭建步骤绘制电路原理图。
(b)尽量做到简明、清晰。
3.电路测试(a)连接电路后，使用万用表检测电路各组成部分是否正常。
(b)接上示波器，检测计数器时序是否正确、脉冲是否稳定、脉冲宽度是否正确。
(c)通过手动输入不同数字，测试数字显示模块是否正常。
实验结论：通过以上实验，我们成功设计出了数字计时器电路，并对其进行了测试。
该计时器具有较高的计数精度，计数速度快，计数范围广，易于操作等优点，可以广泛应用于各种计时场合。
同时，通过实验，我们深入了解了时序逻辑电路和数字逻辑电路设计原理及应用，进一步增强了我们的实践能力和创新思维。
电子综合设计多功能数字钟报告
电子综合设计多功能数字钟报告报告内容如下：一、设计目的和原理多功能数字钟是一种能够显示时间，并具有闹钟、计时、倒计时等功能的电子设备。
本设计的目的是通过FPGA实现一个多功能数字钟的功能，以实现时间的显示和闹钟的设置功能。
二、设计方案和实现1.硬件设计方案：本设计使用FPGA作为主控芯片，使用七段数码管作为显示器，通过与FPGA的IO口连接来实现时间的显示功能。
同时，使用按键作为输入进行功能的选择和设置。
2.硬件连接：将FPGA的IO口连接到七段数码管的控制端，通过IO口输出相应的数字信号来控制数码管的亮灭。
将按键连接到FPGA的IO口，通过IO口输入按键的信号。
此外，还需要连接一个晶振电路来提供时钟信号。
3.软件设计方案：本设计使用VHDL语言进行程序设计，通过状态机来实现多功能数字钟的功能。
具体实现包括时间的显示、闹钟的设置和启动、计时和倒计时功能的实现。
通过按键的输入来切换不同的状态，实现不同功能的切换和设置。
4.软件实现具体步骤：(1)定义状态机的状态，包括时间显示、闹钟设置、计时和倒计时等状态。
(2)在时间显示状态下，通过FPGA的IO口输出相应的数字信号来控制七段数码管的亮灭，实现时间的显示。
(3)在闹钟设置状态下，通过按键的输入来设置闹钟时间，并将设置好的时间保存在寄存器中。
(4)在计时和倒计时状态下，通过按键的输入来实现计时和倒计时功能，并通过七段数码管的显示来实时显示计时和倒计时的时间。
以下为本设计的完整程序代码：```vhdl--时钟频率--定义状态signal state : state_type;--定义时钟、按键和数码管信号signal clk : std_logic;signal key : std_logic_vector(1 downto 0);signal seg : std_logic_vector(6 downto 0);--闹钟时间寄存器signal alarm_hour_reg : std_logic_vector(5 downto 0);signal alarm_min_reg : std_logic_vector(5 downto 0);--计时和倒计时寄存器signal count_up_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_reg : std_logic_vector(23 downto 0); signal count_down_flag : std_logic := '0';beginclock : processbeginwhile true loopclk <= '0';wait for 10 ns;clk <= '1';wait for 10 ns;end loop;end process;key_scan : process(clk)beginif rising_edge(clk) thenkey <= key_scan_func; -- 按键扫描函数end if;end process;fsm : process(clk, key)beginif rising_edge(clk) thencase state isif key = "10" then -- 第一个按键按下state <= set_alarm;elsif key = "01" then -- 第二个按键按下state <= count_up;end if;when set_alarm =>seg <= set_alarm_func; -- 闹钟设置函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;end if;when count_up =>seg <= count_up_func; -- 计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下elsif key = "10" then -- 第二个按键按下state <= count_down;count_down_flag <= '1';end if;when count_down =>seg <= count_down_func; -- 倒计时函数if key = "00" then -- 两个按键同时按下count_down_flag <= '0';elsif key = "01" then -- 第一个按键按下state <= count_up;count_down_flag <= '0';end if;end case;end if;end process;--数码管信号和显示模块的连接display : entity work.seg_displayport mapclk => clk,seg => segend architecture;```四、总结与展望通过FPGA实现多功能数字钟的设计，在硬件和软件的配合下，实现了时间的显示和闹钟的设置功能。
电子电工实验报告——数字计时器
南京理工大学电子电工综合实验（Ⅱ）--数字计时器实验报告专业：通信工程班级：9141042202姓名：许雪婷学号：9141133702082016年09月目录一、实验目的、要求及内容；二、器件引脚图及功能表；三、各单元电路的原理、设计方法及逻辑图；四、数字计时器电路引脚接线图；一、 实验目的、要求及内容1.实验目的① 掌握常见集成电路实现单元电路的设计过程。
② 了解各单元再次组合新单元的方法。
2.实验要求实现00’00”—59’59”的可整点报时的数字计时器。
3.实验内容① 设计实现信号源的单元电路。
（KHz F Hz F Hz F Hz F 14,5003,22,11≈≈≈≈） ② 设计实现00’00”—59’59”计时器单元电路。
③ 设计实现快速校分单元电路。
含防抖动电路（开关k1,频率F2,校分时秒计时器停止）。
④ 加入任意时刻复位单元电路（开关K2）。
⑤ 设计实现整点报时单元电路（产生59’53”,59’55”,59’57”,三低音频率F3,59’59”一高音频率F4）。
二、器件引脚图及功能表元件清单：集成电路：NE555 一片，CD4040 一片，CD4518 二片，CD4511 四片，74LS00 三片，74LS20 一片，74LS21 三片，74LS74 一片。
电阻：1KΩ一只，3KΩ一只，150Ω四只。
电容：0.047uF 一只。
LED共阴双字屏二块。
1、NE555图1-1 NE555引脚图图1-2 NE555逻辑功能表2、CD4040图2-1 CD4040引脚图图2-2 CD4040功能表3、CD4518图3-1 CD4518引脚图图3-2 CD4518功能表4、CD4511图2-1 CD4511引脚图图2-2 CD4511逻辑功能表5、74LS0074LS00是一种集成了4个与非门的集成电路。
图5-1 74LS00引脚图图5-2 与非门逻辑表6、74LS2074LS20同样是一种与非门集成电路，与74LS00不同的是它的每个与非门有4个输入端。
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电工电子
综合实验报告
题目：多功能数字计时器设计
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目录
1.电路功能设计要求介绍
2.电路原理简介
3. 单元电路设计
3.1 脉冲发生电路
3.2 计时电路
3.3 译码显示电路
3.4 清零电路
3.5 校分电路
3.6 仿电台报时电路
4.总电路图
5.电路调试和改进意见
6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法
7.实验体会
8.附录
8.1 元件清单
8.2 芯片引脚图和功能表
9.参考文献
1.电路功能设计要求
1、设计制作一个0分00秒～9分59秒的多功能计时器,设计要求如下：
1）设计一个脉冲发生电路，为计时器提供秒脉冲（1HZ），为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号（1KHZ、2KHZ）；
2）设计计时电路：完成0分00秒～9分59秒的计时、译码、显示功能；
3）设计清零电路：具有开机自动清零功能，并且在任何时候，按动清零开关，可以对计时器进行手动清零。
4）设计校分电路：在任何时候，拨动校分开关，可进行快速校分。
（校分隔秒）
5）设计报时电路：使数字计时器从9分53秒开始报时，每隔一秒发一声，共发三声低音，一声高音；即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音（频率1kHz），9分59秒发高音（频率2kHz）；
6）系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
7）可以增加数字计时器附加功能：定时、动态显示等。
2. 电路原理简介
数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。
其原理框图如下：
3. 单元电路设计
3.1 脉冲发生电路
振荡器是数字钟的核心。
采用石英晶体构成振荡器电路，产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经过分频器输出标准秒脉冲（1HZ）。
分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲（1HZ）。
二是提供功能扩展电路所需驱动脉冲信号（1KHZ、2KHZ）。
采用晶体的固有频率为32768HZ=215HZ。
CC4060、74LS74 电路图如下所示：
Q14
Q5
Q4
2
3.2 计时电路
CC4518（分位、秒个位）、74LS161（秒十位）
“o”“0”
“1”
“0”
3.3 译码显示电路
译码器CC4511 显示器共阴LED七段字型数码管
3.4 清零电路
3.5 校分电路
3.6 仿电台报时电路
4.总电路图
2
Q4 Q5 Q14
5.电路调试和改进意见
先接显示电路，显示电路接完，接入电源，当三个数码管都能正常显示8的时候说明接入正确。
然后接显示电路，接入显示电路后，在电路中加入外接脉冲，每个位数都能正常计数，秒个位和分个位分别从0到9，秒十位是接在16进制芯片上，应显示0到E，但A到
E数码管不能显示，只有当进位电路接入之后，成为6进制电路，能显示0到5的数字。
下面接脉冲发生电路，电路接入之后，无需外加脉冲，电路能自动计数。
再接清零电路，当清零电路启动时，电路能自动清零。
再接校分电路，接入后能控制分个位从0到9。
最后接报时电路，电路接入后，启动能在规定的时间点上报时。
6.实验中遇到的问题、出现原因及解决方法
当计时电路接完之后，接入电源和脉冲，电路不能正确计时。
检查后发现芯片的使能端没有接完整，经过查功能表，将使能端接入电路之后，电路能正常工作。
7.实验体会
初次做这个实验，我和搭档手足无措，一点头绪也没有，但是在老师的提示下按照原理图依次安装了显示器，译码器及计数器，并认真考虑了布线问题，接好了线，面包板上初步具有了模型。
有了好的开始接下来就很顺利了，我们把原理图和各个部件的功能表弄懂记住，每天都按步骤做完了当天的任务，遇到问题时及时向同学和老师求助，最终用了三天时间很顺当的完成了实验。
本次试验使我将学到的书本知识应用于实践，加深了我对知识的理解，培养了我的动手能力，学会了与搭档共同讨论解决遇到的问题，分享问题被解决、实验完成的喜悦！
8.附录
8.2 芯片引脚图和功能表
1）四位二进制计数器74LS161 引脚图
U2
741LS61
C r
C P
A
B
C
D
S 0
G N D
~L D S 1
Q d
Q c
Q b
Q a
Q c c
V c c
引脚图
U3CD4518
1C P
1E N
1Q a
1Q b
1
Q c
1Q d
1C r
V s s
2C P 2E N
2Q a
2Q b
2Q c
2Q d
2C r
V d d
引脚图
U4
CD4511
B
C
~L I
~B I
L E
D
A
V s s
e 1d 1
c 1
b 1
a 1
g 1
f 1
V d d
码
1 1 0 4
1 1 1 5
1 1 0 6
1 1 1 7
1 1 1 8
1 1 1 9 4）与非门74LS00
引脚图
功能表
A B Y=非（AB）
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
5）与门
引脚图
功能表
A B Y=AB
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
6）非门74LS04
引脚图
功能表
A Y=非A
0 1
1 0
7）或门74LS32
引脚图
功能表
A B Y=A+B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
9.参考文献
[1] 马鑫金编.电子技术实验指导书.南京：南京理工大学，2006年
[2] 蒋立平编著.数字电路.南京：南京理工大学翻印
[3] 李银华等编著.电子线路设计指导.北京：北京航空航天大学出版社，2005年
[4] 王建新，姜萍编著.电子线路实践教程.北京：科学出版社，2003年
[5] 王俊峰，安家文，吕宽州等编著.电工与电子技术实验教程，2006年。