数字电子时钟设计

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1、近代电子学实验1题目：多功能数字电子钟专业：电技101姓名:陈会学号：1007010044指导教师：李良荣实验一多功能数字电子钟一、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。二、设计内容及要求1、基本要求①准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；②小时以24进制，分和秒为60进制；③具有校时电路。2、扩展功能①定时控制；②整点报时；③仿电台整点报时；④报整点时数。3、设计数字钟的整机电路并画出电路图4、组装、调试单元电路及整机电路。三、数字钟电路基本原理1

2、、数字钟电路系统的基本原理数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成，其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。其系统组成原理框图如图1-1。图1-1数字电子钟原理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“秒”计数器，因每分钟有60秒，所以“秒”计数器应为60进制计数器。计数输出经译码、显示时钟苗；利用“秒”计数器的复位脉冲作为“分”计数器的计数脉冲，因每小时有60分，所以“分”计数器也应是60进制计数器，计数器的输出经译码、显示时钟分；利用“分”计数器的复位脉冲作为“时”计数器的计数脉冲，因每天有24小时，所以“时”计数器应

3、为24进制计数器，其输出经译码、显示时钟时。60进制计数器“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而成。十进制计数器的复位方法大家比较熟悉，六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1―2。24进制计数器由两级十进制计数器联与及两级反相器组成。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

4、“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１―3。2、各单元电路的基本原理①、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，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，计时精度越高，但耗电量增大。本振荡器采用CD406

5、0，CD4060内部有一个振荡器和2^14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。电路如图1-4②、分频器：分频器的主要功能有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需的信号，如仿电台报时电路用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低频音频信号等。选用中规模集成电路计数器74LS90可完成上述功能。③、时分秒计数器：选择74LS90计数器图1－4振荡器及分频器④、译码显示电路：选择共阳译码器74LS47（或共阴译码器74LS48）⑤、校时电路：当数字钟接通电源

6、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是，在进行小时校正时不影响分和秒的正常计数，同理，进行分校正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”是同过校时开关的控制，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应基本相同，不同的是校时脉冲的产生与控制方式有所区别。校时电

7、路如图1-5。图1-5校时电路图1-5所示电路是由与非门构成的组合逻辑电路，开关S1或S2为“0”或“1”时，可能会产生抖动，必要时还应将其该为去抖动开关电路。校时开关的功能表（1-1）S2S1功能功能11计数计数10校分校分01校时校时至时个位计数器至分个位计数器多功能数字电子钟仿真电路如图1-6（未加校时电路）图1-6实际电路如下图：实验总结：做电子学是为了让我们对平时学习的理论知识与实际相结合，在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论以及应用知识并加以综合提高，学会将知