课程设计报告数字钟

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1、课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计题目：多功能数字钟的设计系（院）：电子工程系学期：06-07-1专业班级：电子041姓名：学号：评语：成绩：签名：日期：1引言11数字电子钟是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确（用高稳定度石晶体震荡器作时钟源）、显示直观（用液晶或荧光七段数码管显示器）、无机械传动装置等优点，因而广泛用于车站、码头、机场等公共场所。在控制系统中，也常用于作定时器时钟源。本课题是数字电路中计数（分频）、译码、显示及时钟脉冲震荡器等组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲产生电路的

2、终合应用。2数字钟的设计要求本课题的主要任务主要有三个方面。其一是设计一个能以数字直接显示的时钟电路；其二是设计一个能自动进行时、分校准的时控制电路；其三是设计一个能自动正点报时的控制电路。整个系统主要由震荡器、计数器、译码显示电路、校时电路和报时电路五部分组成。各部分功能简单说明如下：（1）震荡器：产生一标准秒脉冲信号；（2）计数器：将计数器做适当连接，实现秒、分、时计时功能；（3）译码和显示电路：将计数的BCD码转换成七段信号，用LED七段数管显示出清晰直观的数字信号；（4）校时电路：对数字钟计时产生的误差进行校准；（

3、5）报时电路：计时到整点时驱动音响电路进行报时。3数字钟的基本工作原理分秒时秒计数器六十进制分计数器六十进制时计数器二十四进制报时电路秒脉冲发生器较时电路图1数字钟原理框图数字钟的原理图如图1所示，它由震荡器11、分频器、计秒电路、计分电路、计时电路、译码显示电路等组成。工作时，石英晶体震荡器产生频率稳定的脉冲信号，经过若干次分频，得到秒脉冲信号，并送计秒电路；当秒计时器计满60秒时，输出秒进位信号，送计分电路；当分计时器计满60分时，输出分进位信号，送计时电路；当时计数器计满24小时后，时、分、秒计数器又自动复0。又开始

4、新的一天计时。4多功能数字钟电路设计思路4.1主体电路的设计主体电路主要实现的是时、分、秒的显示，震荡器能产生一个秒脉冲信号，用分频器提供电路所需的信号。下面介绍各功能部件或电路的设计。4.1.1.震荡器震荡器是数字钟的核心。震荡器的稳定度及频率的精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震荡器电路。这里采用集成逻辑门、电阻R和石英晶体组成的时钟源震荡器，晶振频率可以根据实际情况选择，本次设计选用频率为2MHz的晶体，采用一级二分频电路，然后在进行100000分频获得标准脉冲。如图2图2振荡器电路图4.1.

5、2分频器分频器的主要功能有两个:一是产生标准的秒脉冲;二是提供功能扩展电路所需要的信号.选用中规模集成电路2-5-10异步计数器74LS390三片可以完成上述功能.而要产生500HZ脉冲，需要5片74LS161.要产生1000HZ脉冲，同样需要5片74LS161.产生1s的脉冲，需要在2HZ后串联一个74LS161,产生0.5s脉冲，需要在2HZ后再串联一个74LS161.如图3所示:11图3分频器电路图4.1.3时、分、秒计数器分和秒计数器都是模M=60的计数器,采用中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片,因为10

6、<100.它们的个位都是十进制计数,而十位都是六进制计数,起计数规律为00,01,02,…09,10…58,59.故可选用两片74LS160,采用级联来完成M=60的计数器.其逻辑框图如图4所示.图4分秒计数器逻辑结构图小时计数器是模M=24或M=12的计数,我们这次设计采用的是M=24的计数.其计数规律为00,01,02,…09,10…22,23.故可采用中规模集成电路十进制同步计数器74LS160两片与三输入的与非门(74LS,用于同步清0)来实现,其逻辑框图如图5所示:11图5时、分、秒显示实现电路图电路的实现过程是

7、这样的：首先振荡器产生的2M的信号，通过分频器得到1秒的秒脉冲，把它接到秒显示电路的CLK端，并在显像管上显示出来.当到计数器到59时通过与非门(与非门连接的是第一片的QA1和QD1端，第二片的QA2QC2端)实现分显示电路的计数.再通过另一个与非门接到两个秒显示电路的160的MR端，实现清零，以便秒显示电路再从零开始计数。同理，从秒显示电路进位的秒脉冲在分显示电路的显像管上显示出来,当分显示电路计数器计数到59时，通过与非门(与非门连接的是QA2Qc2和QA3QD3端)向时显示电路进位到时显示电路的CLK，通过另一个与非

8、门清零。当分显示电路的秒脉冲进位到时显示电路的计数器时,从时显示电路的显像管显示出来,当计数到24时,通过与非门连接到两个74LS160的MR端,实现清零.4.1.4译码显示电路译码显示电路的作用是将时、分、秒计数器输出的4位2进制代码翻译,并示出相应的十进制数的状态,通常译码器与显示器是配套使用的,如