数字电子钟高分课程设计报告.doc

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课程设计报告

设计名称：

课程设计

系　　别：

****

学生姓名：

***

班　　级：

学　　号：

成　　绩：

指导教师：

开课时间:

2012至2013学年第2学期

课程设计任务安排

设计题目

数字电子钟的组装与调试

主要内容

DS-2042型数码显示电子钟电路，采用一只PMOS大规模集成电路LM8560（TMS3450NL、SC8560、CD8560）和四维LED显示屏，通过驱动显示屏便能显示时、分。

震荡部分采用石英晶体做使基信号源，从而保证了走时的精度。

本电路还供有定式报警功能。

他定是调整方便，电路稳定可靠、能耗低，集成电路采用插座插装，制作成功率高.

工作原理

LM8650（IC1）是50/60HZ的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只脚管，1-14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端，27脚是内部振荡器RC输入端，16脚为报警输出。

T1为降压变压器，经桥式整流（VD6-VD9）即滤波（C3，C4）后得到直流电，供主电路和显示屏工作。

当交流电源停电时，备用电池通过VD5向电路供电。

IC2（CD4060），JT，R2,C2构成60HZ的时基电路，CD4060内部包含14位二分频器和一个振荡器，电路简洁，30720Hz的信号经分频后，得到60Hz的信号关到LM9560的25脚，经VT2，VT3驱动显示屏的各段笔划分两组轮流点亮

具体要求

在动手焊接前请用万用表将各元件测量一下，安装时请先安装低矮和耐热的原件（如电阻），然后再装的一大的原件，最后安装怕热的元件（如三极管，集成电路等）电阻的安装：

请将电阻的阻值（参照本说明书的电阻值计算示意图）选择好后，根据两孔的距离可采用立式紧贴电路板安装。

电解电容器，二极管，三极管安装时注意极性，电解电容器C4紧贴电路板立式安装；二极管紧贴电路板立式安装；三极管安装时注意型号。

轻触开关和自锁开关紧贴电路板安装。

捧线两端去塑料皮上锡后，一端按电路原理图的序号接LED的显示屏，另一端接电路板。

蜂鸣器安装时注意接线导线的另一端分别接电路板的BL+Bl-。

另外，电路板上还有四根跳线（J1CJ4），用其他元件多余的引脚线充当。

将热缩管套在电源变压器初级线圈导线上，然后把插头电源线与初级线圈的导线焊在一起，移动热缩管至焊接处，确保使用时的安全。

进度安排

周一、二查资料，能够自行分析原理图

周三、四焊接电路板

周五、第二周周一调试验收

周三书写实验报告

摘要

数字钟是用数字集成电路构成，用数码管显示的一种现代化计数器。

它一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路等部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路。

振荡器和分频器构成组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统，通过校时校时校分电路实现对时、分的校准。

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间（北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

数码显示电子钟电路，采用一只PMOS大规模集成电路LM8560（TMS3450NL、SC8560、CD8560）和四位LED显示屏，通过驱动显示屏便能显示时、分。

振荡部分采用石英晶体振作时基信号源，从而保证了走时的精确。

本电路还供有定时报警功能，它定时调整方便，电路稳定可靠，能耗低，集成电路采用插座插装，制作成功率高，非常适合广大电子爱好者装配使用。

本电路还可扩展成定时控制交流开关（小保姆式）等功能。

关键词：

电子钟数码管PMOS集成电路

目录

第一章电子元件的焊接技术 4

1.1焊接工具和材料 4

1.2手工焊接方法 4

1.2.1五步焊接法 4

1.2.2焊接要注意的事项 4

第二章概述与要求 5

2.1概述 5

2.2设计要求 5

第三章电子钟实验原理 6

3.1数码钟的构成 6

3.2主要元器件及电路介绍 6

3.2.1LM8560原理 6

3.2.2CD4060原理 7

3.2.3蜂鸣器 8

3.3电路基本原理 8

第四章焊接与安装 10

4.1安装 10

4.1.1安装工艺要求 10

4.1.2安装注意事项 10

第五章调试与故障处理 12

5.1调试 12

5.2故障的检查方法 12

5.3逐级孤立法分析与排除故障 12

感想 13

致谢 14

参考文献 15

附录A 16

附录B 17

第一章电子元件的焊接技术

一个电子装置由若干个电子元件组成，各个电子元件通过焊接连接为一个完整的电路，焊接技术的优劣直接影响电子装置是否正常运行和质量的好坏。

1.1焊接工具和材料

（1）电烙铁是焊接电子元器件的重要工具，直接影响着焊接的质量。

电烙铁从结构上分为外热式和内热式两种。

选择电烙铁要根据焊接任务的不同，选用不同功率的电烙铁。

一般焊接半导体元器件选用20W电烙铁即可。

（2）焊料是将被焊物体牢固的焊接到电路板上。

焊料熔点比被焊物熔点低很多，否则容易和被焊物连在一起。

一般的电子元件用焊料是锡铅比例为3：

2的焊锡，其低熔点仅为180摄氏度左右，用25W-30W的电烙铁就可以熔化。

焊锡通常制作成管状焊锡丝，内芯有松香做助焊剂。

（3）助焊剂的作用是去除焊件表面的氧化物，加热时防氧化，帮助焊料流动，减少表面张力，提高焊接质量。

一般用松香或松香水。

1.2手工焊接方法

焊接技术作为一项基本功，在电子制作中有着举足轻重的地位。

用电烙铁手工锡焊时需要掌握一定的技巧，这技巧实际上包含在焊接10字要领——"一刮、二镀、三测、四焊、五查"的焊接全过程中。

1.2.1五步焊接法

正确的焊接方法是五步焊接法：

准备施焊、加热焊件、加焊锡、去焊锡和去烙铁。

1.2.2焊接要注意的事项

1、对焊件要先进行表面处理

2、对元件引脚进行镀锡

3、焊料量的控制

4、焊点的质量

第二章概述与要求

2.1概述

随着电子行业的发展,数字钟已成为人们日常生活中不可缺少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。

由于数字集成电路技术的发展和先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还能用于计时、自动报时和自动控制等各个领域。

为了让我们可以很好地把已经学过的比较零散的数字电路的知识能够有机的、系统地联系起来用于实际，培养综合分析、设计电路的能力，所以我们进行此次数字钟的设计是必要的。

可编程逻辑器件在数字系统中的应用随着集成电路技术和计算机技术的蓬勃发展,让电子产品设计有了更好的应用市场,实现方法也有了更多的选择。

传统电子产品设计方案是一种基于电路板的设计方法,该方法需要选用大量的固定功能器件,然后通过这些器件的配合设计从而模拟电子产品的功能,其工作集中在器件的选用及电路板的设计上。

随着计算机性价比的提高及可编程逻辑器件的出现,对传统的数字电子系统设计方法进行了解放性的革命,现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能,将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。

从20世纪90年代初开始,电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,各种电子系统的设计软件应运而生。

2.2设计要求

（1）数字钟是一个将“时”和“分”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为12。

另外应有校时功能和一些显示星期、报时、停电查看时间等附加功能。

因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”和“分”，计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

（2）“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。

（3）整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

校时电路是用来对“时”和“分”显示数字进行校对调整的。

（4）当调好时间后，并按下开关K1（白色钮），显示屏右下方有红点指示，到定时时间有驱动信号经R3使VT1工作，即可定时报警输出。

在面板上从左到右，存在五个微动开关，分别是S4、S3、K1、S2、S1，S4调定时、S3调时钟、S2调分钟、S1调小时，K1为定时报警开关（即闹铃开关）。

第三章电子钟实验原理

数码显示电子钟原理图如图3.1所示:

图3.1电路图

3.1数码钟的构成

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

本数字钟电路主要由译码显示器、“时”和“分”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

干电路系统由秒信号发生器、“时、分计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。

分信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。

“分计数器”采用60进制计数器，每累计60分钟，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12进制计时器，可实现对半天12小时的累计。

译码显示电路将“时”、“分”计数器的输出状态进行七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。

整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

校时电路是用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整的。

3.2主要元器件及电路介绍

3.2.1LM8560原理

本实验采用的是含有一只PMOS大规模集成电路的LM8560。

PMOS是指由n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管。

LM8560集成电路采用28脚双列直插式封装，如下图3.2。

LM8560集成电路内含显示译码驱动电路、12/24小时选择电路及以其他各种设置报警等电路。

它具有较宽的工作电压范围（7．5-14V）和工作温度范围（@20C-+70C）。

它自身功耗很小，输出的能直接驱动发光二极管显示屏。

图3.2ALM8560集成电路图3.2BLM856O实物图

图3.2CLM8560引脚图

3.2.2CD4060原理

CD4060 由一震荡器和14 极二进制串行计数器位组成，震荡器的结构可以是RC 或晶振电路。

CR 为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器。

在CP1（和CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。

CD4060 提供了16 引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插（J）、塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4 种封装形式，如图3.3、3.4。

图3.3CD4060引脚图

图3.4CD4060内部框图

3.2.3蜂鸣器

电磁式蜂鸣器是由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。

振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声

3.3电路基本原理

LM8560（IC1）是50/60Hz的时基24小时专用数字钟集成电路，有28只管脚，1-14脚是显示笔划输出，15脚为正电源端,20脚