p4 数字钟电路的制作与调试。
数字钟以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛应用于家庭、车站、码头、剧场等场合，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。该电路基本组成包含了数字电路的主要组成部分，能帮助同学们将以前所做项目有机的、系统地联系起来，培养综合分析、设计、制作和调试数字电路的能力。
数字钟是一个将“时”、“分”、“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由五部分组成。
其整机框图如图4-0-1所示。
图4-0-1 数字钟整体框图。
p4-m1 555定时器组成的振荡器。
晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频后获得时间标准信号。
也可采用由门电路或555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
p4-m1.1 认识555定时器。
555定时器可以实现模拟和数字两项功能。
1．可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5kω的电阻分压器，故称555。
2．电源电压电流范围宽，双极型：5～16v；cmos：3～18v。
3．可以提供与ttl及cmos数字电路兼容的接口电平。
4．可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
5．应用：脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域。
6．ttl单定时器型号的最后3位数字为555，双定时器的为556；cmos单定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
555定时器的集成电路外形、引脚、内部结构如图4-1-1所示。
a) 外引线排列图b) 内部结构图。
gnd：接地端 ：低触发端 out：输出端 ：复位端。
co：控制电压端 th：高触发端 d：放电端 vcc：电源端。
图4-1-1 555定时器外引线排列及内部结构图。
按图4-1-2所示连接实验电路，测试555定时器的输入、输出关系（也可以用**软件进行**）。
图4-1-2 555定时器的输入、输出关系测试图。
测试电路说明：
(1) 开关1打到2端时，4脚复位端接电源，也就是接高电平。在表4-1-1和表4-1-2中用1表示；开关1打到1端时，4脚复位端接地，也就是接低电平。在表4-1-1和表4-1-2中用0表示。
(2) 开关2打到2端时，5脚控制电压端co接电源2，也就是接高电平。在表4-1-1和表4-1-2中用1表示；开关2打到1端时，5脚控制电压端co悬空。在表4-1-1和表4-1-2中用0表示。
(3) 调整可调电阻rp1，控制2脚低触发端utr的电压，其值可有电压表1读取；调整可调电阻rp2，控制5脚高触发端uth的电压，其值可有电压表2读取。
(4) 发光二极管led1亮说明输出端3脚uout输出高电平用uoh表示；发光二极管led1灭说明输出端3脚uout输出低电平用uol表示。
(5) 发光二极管led2亮说明555定时器内部三极管t饱和，放电端7脚对地近视短路。用导通表示；发光二极管led2灭说明555定时器内部三极管t截止，放电端7脚对地近视断路。用截止表示。
参照上述条件，当电源1、电源2均为12v时，将测试结果记录到表4-1-1中。
表4-1-1 555定时器性能测试记录1
当电源1为9v、电源2为6v时，将测试结果记录到表4-1-2中。
表4-1-2 555定时器性能测试记录2
经过测试，我们可以得出555定时器的输入、输出关系如表4-1-3所示。
表4-1-3 555定时器的输入、输出关系。
将前面555定时器的输入、输出关系测试记录表4-1-1和表4-1-2与表4-1-3进行比较，可以看出555定时器5脚的功能是什么？
p4-m1.2 1khz秒脉冲多谐振荡器。
555定时器构成的多谐振荡器如图4-1-3所示。
图4-1-3 555定时器构成的1khz秒脉冲多谐振荡器原理图。
根据图4-1-3的原理图，画出图4-1-4所示的接线图，并在面包板上（或在印制板上）搭建实验电路，观察3脚输出电压uo和电容c1两端电压uc的波形（也可以用**软件**），。
图4-1-4 555定时器构成的1khz秒脉冲多谐振荡器接线图。
表4-1-1 555定时器构成的多谐振荡器电路制作元件清单。
555集成电路的8脚、1脚分别接5v直流电源的正、负端。复位端接电源，为高电平，使电路处于非复位状态。5脚co端通过小电容接地而不起作用。
为了方便把可调电阻rp和电阻r44合称为r44，r44、r45、c1构成充电电路。7脚构成放电电路。5脚高触发端、2脚低触发端并接于冲放电电路中的r45和c1之间，控制输出端3脚的状态。
用示波器观察3脚输出电压uo和电容c1两端电压uc的波形，并绘制到图4-1-5中。
图4-1-5 555定时器构成的1khz秒脉冲多谐振荡器波形图。
调整r44，同时用频率计观察输出信号uo的频率变化规律，并使uo的频率固定为1khz。再用万用表测出电阻r44的阻值为。
前面我们通过实验（或**）观察了555定时器构成的多谐振荡器的波形。该振荡器的工作原理是：接通vcc后，vcc经r44和r45对c1充电。
当uc上升到时，uo=0，t导通，c1通过r45和t放电，uc下降。当uc下降到时，uo又由0变为1，t截止，vcc又经r44和r45对c1充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。
振荡频率和占空比的估算：
1．电容c充电时间：
2．电容c放电时间：
3．电路谐振频率f的估算：
振荡周期为：
振荡频率为：
4．占空比d：
1．图4-1-2 (a)所示多谐振荡器中，r44=15kω，r45=10kω，c1=0.05f，vcc=9v，估算振荡频率f和占空比d 。
2．图4-1-2 (a)所示多谐振荡器中，输出频率f为1khz和占空比d为67%的方波，则必须选r44kω，r45kω，c1=0.1f的元件。
图4-1-6为555定时器构成叮咚门铃原理图。可以看出该电路就是前面555**电路的应用，就是有555**电路改进得来的。按钮s、r4、c1构成冲放电路。
4脚的电压是冲放电路中c1的电压。
图4-1-6 叮咚门铃原理图。
根据图4-1-6画出图4-1-7所示555定时器构成的叮咚门铃接线图，并细心装配。完成后，必须再仔细检查焊点和连线是否符合要求，元器件到位是否准确，电解电容器的极性是否与图纸一致，经检查无误后，将集成电路的④脚与电源直接相连，可听出扬声器中发出的声音。按下s，并调整r2、r3和c2的数值可改变声音的频率，可以听出c2越小频率声音的频率越 。
断开s，调整电阻r1的阻值，此时扬声器中发出的声音。
图4-1-7 叮咚门铃接线图。
表4-1-2 叮咚门铃电路制作元件清单。
通过前面的做一做，我们知道图4-1-6所示电路能发出“叮咚”的声音。该电路实际上是用ne555集成电路接成的多谐振荡器。当按下s，电源经vd2对c1充电，当集成电路4脚（复位端）电压大于1v时，电路振荡，扬声器中发出“叮”声。
松开按钮s，c1电容储存的电能经r4电阻放电，但集成电路④脚继续维持高电平而保持振荡，但这时因r1电阻也接入振荡电路，振荡频率变低，使扬声器发出“咚”声。当c1电容器上的电能释放一定时间后，集成电路4脚电压低于iv，此时电路将停止振荡。再按一次按钮，电路将重复上述过程。
1．断开s后要改变余音的长短，可调整电路中元件的数值。
2．试估算扬声器发出“叮咚”声时，555定时器组成的振荡器的振荡频率分别是。
3．如果rl开路，当按下s时，电路出现的现象是当松下开关s时，电路出现的现象是。
数电课程设计数字钟设计
目录。设计目的 3 设计任务 4 设计指标 4 多功能数字钟设计原理 5 时钟信号振荡电路 6 秒脉冲产生信号 7 计数电路 8 小时计数电路 8 分钟计时电路 9 秒钟计数电路 10 校时信号 11 整点报时电路 13 译码驱动及显示电路 14 数字钟整体电路的实现 15 多功能数字钟设计方案二 ...
数字钟数电课程设计
数字电子技术课程设计。题目名称。班级。姓名。学号。指导老师。引言。数字钟实际上是一个对标准频率 1hz 进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以 时 分 秒 的数字显示出来。秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满...
数电课程设计 数字钟
数字电子技术课程设计。数字钟的设计。数字电路课程设计。设计简述 电子技术是一门实践性很强的课程。在学完基本单元的内容和实验后，进行综合设计实验，是对所学知识综合全面的运用，其目的是锻炼运用知识的能力，增强实践技能。电子电路部分设计实验，要求利用所掌握的知识和实验技能，在实验室环境下，创造性的解决问题...