可校时的数字钟

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1、一、设计题目多功能数字电子钟二、设计目的1、掌握数字电路中计数、分频、译码、显示及时钟脉冲振荡器等组合逻辑电路与时序逻辑电路的综合应用。2、掌握多功能数字钟电路设计方法、装调技术及数字钟的扩展应用。三、设计内容及要求1、基本要求l准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；l小时以24进制，分和秒都为60进制；l具有校时电路2、设计数字钟的整体电路并画出电路图3、组装、调试单元电路及整体电路四、设计过程1、查阅资料，以了解数字钟电路的基本原理并画出原理框图数字钟电路系统主要由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路与校时电路五大部分组成，其中

2、计时电路即为时间的计时，校时电路主要是在时间不准确时调节时间到准确的时间点上。因此，可将电路系统分为以下的模块（图1）。显示器显示器显示器译码驱动译码驱动译码驱动24进制计数器60进制计数器60进制计数器校时电路校时电路振荡器分频器分频器图1数字电子钟原理由以上的模块图可知，本电路主要由振荡器和分频器产生1HZ（即1秒）的秒脉冲，用秒脉冲驱动计数器开始计时。因为每分钟60秒，每小时60分钟，所以应该有24进制的“时计数器”、60进制的“分计数器”、60进制的“秒计数器”。当“秒计数器”计数到59后，下一个脉冲一到“分计数器”就进1，“分计

3、数器”计数到59后，再来一个脉冲“时计数器”就进1。秒计数器的输出经译码、显示时钟秒。6/6分计数器的输出经译码、显示时钟分。时计数器的输出经译码、显示时钟时。因每天有24小时，当计数到23:59：59时，再来一个脉冲后，就显示00:00:00。60进制计数器其中，“秒”和“分”的计数器都是60进制计数器，由一级十进制计数器和一级六进制计数器级联组成。十进制计数器的复位方法我们平常已经熟悉了（即用74LS90组成：其中R0(1)=R0(2)=R1(1)=R1(2)=0），6进制计数器的复位方法是：当CP输入端输入第六个脉冲时，它的四个触发

4、器输出的状态为“0110”，这时QbQc均为高电平“1”。将它们相“与”（用两级“与非”门，保证复位信号为高电平）后，送到计数器的清除端Cr，使计数器复“0”，从而实现60进制计数。原理图见图2。与非门反相器QcpCrQcQbCr脉冲图260进制计数器24进制计数器24进制计数器由两级十进制计数器级联、“与非门”和“非门”共同组成。原理为：当“时”计数器个位输入端CP脉冲到来第十个触发脉冲时，“时”的个位计数器复“0”，并向“时”的十位进位，在第24个触发脉冲到来时，“时”的个位计数器的四级触发器状态为“0100”，而“时”的十位计数器的

5、状态为“0010”，这时“时”的个位计数器的Qc和“时”的十位计数器的Qb输出为“1”，把它们相“与”经两级反相器反相后，送到“时”计数器的清除端Cr，使计数器复“0”。使计数器复“0”。从而实现了24进制计数。原理图见图3。QccpCr反相器与非门QbCr脉冲图324进制计数器1、设计数字钟电路系统的各个单元电路6/61)振荡器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，故本实验中选用石英晶体振荡器来构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量增大。本振荡器采用CD4060，CD4

6、060内部有一个振荡器和的分频器，晶体振荡器采用32768HZ，经分频后从CD4060的3脚输出频率为2HZ的信号，再经74LS74组成的2分频器，输出1HZ的时钟秒脉冲。电路见图4。图4振荡器及分频器2)分频器分频器的功能：产生标准秒脉冲信号。利用74LS74能再次进行二分频，将2HZ分为1HZ，送进电子钟电路。如图4所见。3)时分秒计数器计数器采用74LS90（如图5）来组成，根据前面所述的60进制、24进制计数器的构造原理，可以构成时分秒计数器。74LS90：R01和R02是清零端，当R01=R02=1时，计数器清零；R91和R92

7、是置9端，当R91=R92=1时，计数器置9.图574LS906/61)译码显示电路采用74LS47驱动数码显示管进行当前时间的显示。2)校时电路当数字电子钟接通电源或者计时出现误差时，均需要校正时间，校时电路是数字钟的基本功能。对校时电路的基本要求：在进行小时校正时不影响分和秒的正常计数，同理，在进行分校时时不影响秒的正常计数。校正时间的方式有“快校时”和“慢校时”两种，其中“快校时”是通过校时开关的控制，使校时脉冲进入校时电路，则计数器对校时脉冲进行计数，当计到需要校正的时间时，再使计数器转入正常计数。“慢校时”是用单脉冲发生器的输出

8、作校时脉冲，通过校时开关的控制，每触发一次输出一个单脉冲，则计数器加1，当计到需要校正的时间时，再使计数器转入正常计数。由此可见，两种校时方式的电路基本相同，不同的是校时脉冲的产生与控制方式有