【精品】数字钟论文2

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1、1数字钟的基本组成及工作原理31.1数字钟的构成31.2数字钟的工作原理32数字钟的设计与制作42.1系统方案选择与论证42.2设计步骤与方法42.2.1NE555脉冲电路产生42.2.2计数器电路72.2.3译码显示电路82.2.4校时电路122.3数字钟仿真图122.3.1数字钟电路原理图122.3.2系统整体仿真图122.3.3PCB板图123数字钟的扩展功能143.1定点报时143.212归1154数字钟的焊接及注意事项174.1焊接元件清单174.2实际焊接的印刷电路板元件分布图174.3焊

2、接注意事项175系统软、硬件调试185.1系统软件调试过程中遇到的问题以及排查经过185.2系统硬件调试过程中遇到的问题以及排查经过186总结及体会207参考文南犬218附录228.1附录1228.2附录2238.3附录3248.4附录4258.5附录5268.5附录6271数字钟的基本组成及工作原理为将所学数字电子技术的相关理论与动手实践相结合，本次综合设计独立完成了数字钟一系列设计与焊接工作。与机械式时钟相比，数字钟具有更高的准确性和直观性,且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用

3、。1.1数字钟的构成24小时60分显示屯路24小时中•路60分译码吐路图1数字钟构成图数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。为了更加贴近于生活，方便使用。一方面，我们设计了校准电路，解决了当时钟出现错误时，能够对其进行调整完成正常的计数；另一方面，加入了一定的扩展功能，实现了定点报时。数字钟的一般构成框图如下（图Do1.2数字钟的工作原理1）秒脉冲信号发生器利用NE555多谐振荡器通过调整参数，完成了f=lHz的秒脉冲信号的产生。2）时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器

4、,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，时个位和时I•位计数器为24进制计数器。结合CC4518芯片实现计数清零的功能。3）译码、显示电路计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，为了将计数器输出8421BCD码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，一般这种译码器通常称为7段译码显示驱动器。常用的7段译码显示驱动器有CC4511o4）校时电源电路当重新接通电源或

5、时钟出现误井时都需要对时间进行校正。通常，校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出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即可。5）定点报时电路一般时钟都具备着定点报时的电路功能，即当时钟走到所设定的时间时，会自动报时。2数字钟的设计与制作2.1系统方案选择与论证1、脉冲电路选择与论证方案一：采用RC振荡电路，在通过整形电路产生所需的秒脉冲信号；方案二：使用计时IC芯片NE555,搭建多谐振荡器产生所需的秒脉冲信号。出于RC震荡电路不

6、稳定，且不能精确产生所需秒脉冲，而NE555只需简单的电阻器、电容器就可以搭建出所需电路，而且它的计时精确度高，温度稳定度佳，且价格便宜，所以我们采用方案二。2、计数器电路选择与论证方案一：采用74LS290十进制界步清零、界步置位芯片；方案二：采用CC4518十进制异步清零芯片。由于CC4518是双集成BCD计数，使用它既节约成本乂使线路简单，所以我采用CC4518设计计数电路。3、译码显示电路选择与论证方案一：采用74LS48四线七段译码器/驱动器；方案二：采用CC4511四线七段锁存译码器/驱动

7、器。由于CC4511是COMS芯片具有低功耗，电压范围宽等优点，所以我采用方案二。2.2设计步骤与方法2.2.1NE555脉冲电路产生用NE555多谐振荡器产生所需的秒脉冲信号，f二1Hz。1、芯片介绍管脚图（图2）以及引脚功能表（表1）。卢「*)CC7555符号功能符号功能TR低触发端TH阀值端OUT输出D放屯端R复位%控制电压图2管脚图1.GND2.TR3.OUT4.R5.CO6.TH7.D8.VCC2、NE555构成多谐振荡器多谐振荡器工作原理：>VCC通过Rl、R2向C充电，在电容充屯VC:O

8、v—VCC1/3之间,Vo输出lo>VCC通过Rl、R2继续向C充电，在电容充电VC:VCC/3—2VCC/3之间,Vo保持1不变。>当VC=2VCC/3时，Vo由1翻转为0。T导通，电容C经R2、T放电。>电容通过R2和三极管T继续放电，在电容放电VC:VCC2/3—VCC/3之间,Vo保持0不变。>当Vc降至VCC/3时，使得Vo冋到1,截止电容，C再充电。>进入循环・・•原理图见图3}VcctRd8；图3多谐振荡电路原理图NR555构成多谐振荡器电