数电课程设计--数字钟

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1、《数字电子技术基础》课程设计模拟与数字电子技术课程设计报告设计课题：数字时钟专业班级：电气自动化0902学生姓名：王益鸿指导教师：侯桂成设计时间：2010-01-0817《数字电子技术基础》课程设计目录摘要I1数字钟的构成12数字钟单元电路的设计32.1振荡器电路设计32.2时间计数单元设计32.2.1集成异步计数器74LS90.32.2.2用74LS90构成秒和分计数器电路52.2.3用74LS90构成时计数器电路62.2.4时间计数单元总电路62.3译码显示单元电路设计72.3.1译码器74LS4872.3.2显示器LG5011AH92.3.3译码显示电路102.4校时单元电路设计1

2、13数字钟的实现电路及其工作原理124电路的安装与调试135课程设计心得体会14参考文献15附录11617《数字电子技术基础》课程设计摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字电子钟，从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。数字电子钟有以下几部分组成：振荡器，分频器，60进制的秒、分计时器和24进制计时计数器，秒、分、时的译码显示部分及校正电路等。采用74LS系列（双列直插式）中小规模集成芯片进行硬件的焊接。关键词：数字钟振荡器计数器译码驱动1数字

3、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。主要由振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，通常使用石英晶体震荡器，然后经过分频器输出标准秒脉冲，或者由555构成的多谐振荡器来直接产生1HZ的脉冲信号。秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。由于计数的起始时间不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路，当计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。如图1-1所示为数字钟电路系统的组成框图。时显示器分显

4、示器秒显示器时译码器分译码器秒译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路振荡器分频器图1-1数字钟电路系统的组成框图17《数字电子技术基础》课程设计振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。通常选用石英晶体构成振荡器电路构成振荡器。也可以由555定时器组成。时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需

5、要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。显示电路的组成主要是数码管，数码管由7个发光二极管组成，行成一个日字形，它门可以共阴极，也可以共阳极，本设计中为共阴极七段显示LED数码管。当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正，所以数字钟应具有分校正和时校正功能。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。2数字钟单元电路的设计2.1振荡器电路设计17《数字电子技术基础》课程设计图2-1用555定时器组成振荡器的电路2.2时间计数单元设计时间计数单元由时计数、分计数和秒计数等几个部分组成。时计数单元为24数器计数，其输

6、出为两位8421BCD码形式，分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出也为8421BCD码。本实验采取了用两块74LS90芯片进行级联来产生60进制和24进制计数器。2.2.1集成异步计数器74LS9074LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。如图2-2为74LS90引脚图，表2.1为74LS90的功能表。1234567INANCQAQDGNDQBQCINBR01R02NCVccR91R9274LS90141312111098图2-274LS90引脚图表2-174LS90的功能表输入输出功能清0置9时钟QDQCQBQAR0

7、1、R02R91、R92INAINB110××0××0000清00××011××1001置90××00××0↓1QA输出二进制计数1↓QDQCQB输出五进制计数17《数字电子技术基础》课程设计↓QAQDQCQBQA输出8421BCD码十进制计数QD↓QAQDQCQB输出5421BCD码十进制计数11不变保持通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能，而且还可借助R01、R02对计数器清零，借助S91、S92将计数器置