数字钟课程设计---数字钟设计

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1、课程设计课程名称数字电子课程设计题目名称数字钟设计专业班级10级计算机科学与技术1班学生姓名学号指导教师王艳春14二○一二年五月二十七日14目录一、设计任务书11.1设计指标11.2设计要求1二、电路总体设计22.1晶体振荡器32.2计数器42.3译码和显示电路52.4校时电路62.5整点报时功能：7三、总结93.1调试中故障及解决办法93.2设计体会10谢辞11参考文献：12系统整体电路13系统元器件清单1414一、设计任务书巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。培养学生根据课题需要选学参考书籍

2、,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。1.1设计指标（1）显示时、分、秒，时间以24小时为一个周期；（2）具有校时功能，可以分

3、别对“时”及“分”进行单独校时；（3）具有整点报时功能，声响为四低一高，最后一响整点报时。1.2设计要求（1）电路各部分组成及工作原理；（2）元器件的选取及其电路图和功能；（3）电路各部分的调试。（4）配和调试，并能发现问题和解决问题。14二、电路总体设计选择总体方案设计单元电路选择元器件计算参数画总体电路图初稿审图实验画正式的总体电路图图2.0.1设计思路数字钟的组成如下图所示,由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”

4、、“秒”译码器显示时间。图2.0.2数字钟的组成142.1晶体振荡器如图所示是非门G1与晶振、电容和电阻构成的晶体振荡器电路，G2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。数字钟应具有标准的时间源，用它产生频率稳定的1HZ脉冲信号，称为秒脉冲，因此振荡器是计时器的核心，振荡器的稳定度和频率的精准度决定了计时器的准确度，所以通常选用石英晶体来构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时的精度就越高，但耗电量将增大。故在设计电路时．一定要根据需要，设计出最佳电路。精度要求不高，也可采用集成电路555定时器与RC组

5、成多谐振荡器。1S图2.1.1晶体振荡器电路图2.1.2集成电路555定时器142.2计数器时计数单元为24进制计数器；分计数和秒计数单元为60进制计数器，其输出都为8421BCD码。CC4518内含有两个十进制计数器，用一片CC4518就可以构成六十进制或二十四进制计数器。获得秒脉冲信号后，可根据60秒为一分，60分为一小时，24小时为一天的计数规律。因此计数器由“秒”计数器电路与“分”计数器电路和“时”计数器电路组成，“秒”、“分”计数器为60进制，时计数器为24进制。表2.1.1功能表CC4518计数器具有“加法计数”和清零功能。

6、4518是BCD码（即二—十进制）计数器，管脚排列及其真值表如图所示。图2.2.1CC4518计数器142.3译码和显示电路　　CC4511是CMOS电路中常用的共阴极BCD码—7段锁存译码／译码显示驱动器。内部除了七段译码电路外，还设有锁存电路和输出驱动器部分。其引脚排列及其真值表见图示。译码是将给定的代码进行翻译。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种；共阳极或共阴极显示14CC4511工作时一定要加限流电阻。如图所示，是由CC4518内两个十进制计数器组成的六十进制计数器、CC4

7、511七段译码驱动器和两位数字显示的电路（图中数码管为共阴极LED），电阻R用于限制CC4511的输出电流大小。图3.1译码显示单元电路2.4校时电路　常用校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状态。电路如图所示，其功能见下表。校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，实现对“时”、“分”、“秒”的校准。在电路中设有正常计时和校时位置。14图4.1校时控制电路2.5整点报时功能：整点报时电路在时间出现整点前数秒内，数字钟会自

8、动报时。整点报时电路的电路原理图如图所示。二输入与非门可使用CD4011，四输入与非门可使用CD4012等器件。整点报时电路主要由控制门电路和音响电路两部分组成。由8个与非门组成控制电路，由三极管、电阻、喇