图1.3 555振荡器电路
1.4.2 分频器的设计
分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，正点报时用的是1KHZ的高音频信号和500HZ的低音频信号。选用3片中规模集成电路计数器74LS90来完成上述功能。每片为1/10分频，3片级联则可以获得所需要的频率信号，即第一片的Q0端输出频率为100HZ，第二片的Q3端输出10HZ，第三片的Q3端输出为1HZ。
1.4.3 时分秒计数器的设计
分和秒计数器都是模数M=60的计数器，其计数规律为00---01---…58---59---00…选74LS92作十位计数器，74LS90作个位计数器，再将它们级联组成模数M=60的计数器.时计数器是一个“24翻1”的特殊进制计数器，即当数字钟运行到24时59分59秒，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为01时00分00秒，实现日常生活中的计时规律。
1.4.4 译码电路的设计译码电路由74LS48和八段数码显示器组。74LS90产生的时间脉冲信号经由74LS48译码后翻译二进制代码，输入给八段数码显示器显示相应的时间，本系统中采用共阴极八段数码显示器作为时间的显示。
1.4.５ 较时电路的设计
当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间。对校时电路的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。通过开关控制，使计数器对1HZ的校时脉冲计数。如图1.4所示为校“时”、校“分”电路。其中S1为校“分”用的控制开关，S2为校“时”用的控制开关，它们的控制功能如表1.1所示。校时脉冲采用分频器输出的1HZ脉冲。
同时为了缓解开关S1或 S2为“0”或“1”时产生的抖动，需在开关处各并接一电容。当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间。对校时电路的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。通过开关控制，使计数器对1HZ的校时脉冲计数。
1.4．6 报时电路的设计
每当数字钟计时快要到正点时发出声响，按照4低音1高音的频率发出间断声响，前4低音声响频率为500HZ，后1高音声响频率为1000HZ。并以最后一
声高音结束的时刻为正点时刻。本设计中，报时电路采用TTL与非门。报时电路如图1.5所示。4声低音分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音发生在59分59秒，声响均持续1秒。如表1.2所示。由表可得式1.1。只有当分十位的Q2M2Q0M2=11，分个位的Q3M1Q0M1=11，秒个位的Q2S2Q0S=11及秒个位的Q0S1=1时，音响电路才能工作。
第2章 电路板的制作及电路焊接与调试
2.1 电路板的制作
利用protel软件将已仿真成功后的数字钟逻辑框图绘制成原理图和PCB图。制作过程如下。
1、原理图的绘制→2、ERC检查→3、生成网络表→4、导入PCB→5、转印PCB图→6、腐蚀铜板→7、钻孔。
原理图和PCB图见附录所示。
注意事项：制作PCB图时，元器件的封装必须与元器件的实际封装相一致，否则将给后面元器件的安装造成很大的麻烦，甚至会使整个电路板报废；转印PCB图时，两面的导线过孔一定要对整齐；腐蚀铜板时要注意不断搅拌溶液，以免断线。
2.2 电路安装
电路的安装分三步进行：元件测试，元件焊接，系统检查。
1、元件测试 全部元件在安装前都要进行检查，检查内容及要求如表2.1所示。
元器件名称 测试内容及要求
二极管 正向电阻、极性标志是否正确
三极管 判断极性及类型
电解电容 是否漏电，极性是否正确
电阻 阻值是否合格
电位 阻值是否线性变化且在要求范围内
数码显示管 判断各引脚的对应的显示字段
芯片 测量各引脚是否有短路现象
开关 通断是否可靠
插头及软线 接线是否可靠
表2.1 元器件测试
2、元件的焊接
在焊接元器件前应先将过孔导线连接好。焊接过程按不同的元件分类进行焊接，先将小元件或易于焊接的元器件焊接到铜板上，再进行芯片的或难焊接的元件的焊接。
为确保焊接质量高，焊接过程应注意以下事项。
1）、焊点应该接触良好，保证被焊件间能稳定可靠地通过一定的电流。
2）、避免虚焊的发生。
3）、焊点要有足够的机械强度。
4）、焊点表面应美观，不应出现棱角或拉尖现象。
5）、焊接时间的选择。在焊接温度确定之后，应根据润湿状态来决定焊接时间的长短。时间太短，锡焊不足以润湿；时间太长，有损伤元器件和印制板的危险。通常焊接在1.5~4s之间，且对同一个焊点应断续焊接，而不能连续焊接。
一般焊接分五步法进行焊接。
a)、准备。将被焊件固定在适当的位置，将焊料、电烙铁等准备好放入方便使用的地方，进入可焊状态。
b)、用烙铁头加热被焊件。
c)、 送入焊料。被焊件经过加热达到一定温度后，立即将左手握着的焊料送入到被焊件和烙铁头的连接点上熔化适量的焊料。
d)、移开焊料。当焊料溶化一定量之后，迅速移开焊料。
e)、移开电烙铁。当焊接流动扩散覆盖整个焊点后，迅速移开电烙铁。移开烙铁的方向以45o角度的方向移开。
注意：完成第五个步骤后,焊料尚未凝固以前,不能改变被焊件的位置,因为焊料未凝固前,如果被焊件的相对位置发生改变,可能出现虚焊.
2.3电路的调试
接通电源查看数码管显示状况，看是否出现错误。若出现错误，则需对系统进行调试。调试步骤如下：
1、 接通电源逐级调试。先检查各芯片的电源线是否接上，并保证有正常的工作电压。
2、 用万用表在U23（74LS90）的第11脚处测量输出电压，如果指针左右摆动，且周期为1秒，则正常。
3、检查各级计数器的工作情况。将“秒”信号直接接入计数器的/CPA端，检查“秒”计数器和“秒”译码驱动器和显示器的工作是否正常，计数器是否为六十进制、是否能正常进位。若不能正常显示，则需查74LS90计数器和74LS48译码驱动器和数码管。若不