电工电子综合实验II,数字计时器的设计

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1、黄凯0807390126目　　　录I、设计要求………………………………………………２II、各元件引脚布局图及逻辑功能………………………４III、各单元设计方法、过程、逻辑图…………………１３IV、完整计时器电路图…………………………………１９V、参考资料……………………………………………２１23黄凯0807390126电工电子综合实验II——数字计时器的设计I、设计要求一、实验目的：1、掌握常见集成电路工作原理和使用方法。2、学会单元电路设计与组合方法。二、实验要求：实现00分00秒～59分59秒数字计时器。三、实验内容：1、设计实现信号源电路（f1=1Hz,f2=2Hz,f3=50

2、0Hz,f4=1KHz）。2、设计实现00分00秒～59分59秒数字计时器（计数、译码、显示）。3、设计实现快速校分电路（K1，2Hz,校分时秒停止，含防抖动功能）。4、设计实现可在任意时刻复位（K2）。5、设计实现整点报时电路（59分53秒、59分55秒、59分57秒【三低～f3】,59分59秒【一高～f4】）。6、整体完成00分00秒～59分59秒数字计时器电路。四、实验器材：1、集成电路：NE555一片(多谐振荡)CD4040一片（分频）CD4518两片（8421BCD码十进制计数器）CD4511四片（译码）74LS00三片（与非）74LS20一片（4输入与非）74LS21三片

3、（4输入与门）74LS74一片（D触发）23黄凯08073901261、电阻：1KΩ一只3KΩ一只150Ω四只2、电容：0.047uf一只3、共阴极双字屏两块。一、数字计时器逻辑框图：报时电路信号源电路控制器电路译码显示电路00分00秒～59分59秒计时器电路f1=1Hz校正复位f2=2HzK2K10101f3=500Hzf4=1KHz23黄凯0807390126II、各元件引脚布局图及逻辑功能一、NE555一片(多谐振荡)：1、引脚布局图：图1NE555引脚布局图2、内部结构图：图2NE555内部结构图3、逻辑功能说明：NE555是在电子科技行业广为应用的一种集成电路，用途十分广泛

4、。在本电路中，构成时钟发生器，是整个电路的核心。其引脚布局图如图1所示。其中引脚1为接地端，引脚2和引脚6为输入端，引脚3为输出端，引脚4为复位清零端，引脚5为调整端（通常空置或通过一个电容接地），引脚7位放电端，引脚8为电源。23黄凯08073901261、逻辑功能表：(引脚4)Vi1(引脚6)Vi2(引脚2)VO(引脚3)0××01>Vcc>Vcc01Vcc不变表1NE555逻辑功能表一、CD4040一片（分频）：1、引脚布局图：图3CD4040引脚布局图2、内部结构图：图4CD4040内部结构图23黄凯08073901261、逻辑功能说明：CD40

5、40是一种常用的12分频集成电路。当在输入端输入某一频率的方波信号时，其12个输出端的输出信号分别为该输入信号频率的2-1~2-12，在电路中利用其与NE555组合构成脉冲发生电路。其内部结构图如图4所示。引脚图如图3所示，其中VDD为电源输入端，VSS为接地端，CP端为输入端，CR为清零端，Q1~Q12为输出端，其输出信号频率分别为输入信号频率的2-1~2-12。一、CD4518两片（8421BCD码十进制计数器）：1、引脚布局图：图5CD4518引脚布局图2、内部结构图：图6CD4518内部结构图3、逻辑功能说明：23黄凯0807390126CD4518时一种常用的8421BCD

6、码加法计数器。每一片CD4518集成电路中集成了两个相互独立的计数器，每个计数器的内部结构图如图6所示。1、逻辑功能表：输入输出CRCPENQ3Q2Q1Q0清零1××0000计数0↑1BCD码加法计数保持0×0保持计数00↓BCD码加法计数保持01×保持表2CD4518逻辑功能表一、CD4511四片（译码）：1、引脚布局图：图7CD4511引脚布局图2、内部结构图：图7CD4511内部结构图23黄凯08073901261、逻辑功能说明：CD4511是一种8421BCD码向8段数码管各引脚码的转换器。当在其四个输入端输入8421BCD码时，其7个输出端可直接输出供7段数码管使用的信号。

7、BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端