1、 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 题目题目：_数字钟电路数字钟电路 院院 系：系：_计算机与通信工程系计算机与通信工程系 第2页 目 录 前 言 ： 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1.设 计目 的 .3 2.设 计功 能要 求 .3 3.电路设计 11111111111111111111111111111111111111111111.3 3.1 设计方案 3 3.2 单元 电路 的设 计 .4 3.2.1 主 体 电路 部分 .4 3.2.1.1 振 荡电 路 .5 3.2.1.2 计 数电 路.9 3.2.1.3 校 时电 路. 14 3.2.1.4 译 码与 显 示电 路
2、 . 16 3.2.2 扩 展功 功能 电路 的 设计 18 3.2.2.1 定时 控制 电路 18 3.2.2.2 仿 广播 电 台正 点报 时电 路 . 20 3.2.2.3 自 动报 整点 时数 电路 . 21 3.2.2.4 触摸 报整 点时 数电 路 . 22 4.调 试 . 23 4.1 主体 电路 部分 . 23 4.2 扩 展电 路部 分 25 5.总 结 . 27 致 谢 28 参考文献 . 29 附录 . 30 第3页 1.设 计 目的 设计一种多功能数字钟， 该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。 其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间 和校时功能
3、。扩展功能部分则具有：定时控制、仿广播电台正点报时、 自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和 扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩 展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡 电路提供的 1Hz 脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校 分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管 显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。 分则由扩展 2.设 计 功能要求 基 本 功 能 ： （1）时的计时要求为“12 翻 1” ，分和秒的计时要求为 60 进制 （2）准确计时，以数字形式显示
4、时，分，秒的时间 （3）校正时间 扩 展 功 能 ： （1）定时控制； （2）仿广播电台报时功能； （3）自动报整点时数； （4）触摸报整点时数； 3.电路设计 3.1 设计方案 根据设计要求首先建立了一个多功能 数字钟电路系统的组成框图， 框图如图 1 所示。 第4页 主体电路 扩展电路 图 1 由图 1 可知，电路的工作原理是：多功能数字钟电路由主体电路和 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。 振荡器产生的高脉冲信号作为数字钟的振源，再经分频器输出标准 秒脉冲。秒计数器计满 60 后向分计数器个位进位，分计数器计满 60 后 向小时计数器
5、个位进位并且小时计数器按照“12 翻 1”的规律计数。计 数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时电路进行校时、校分、 校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行扩展功能。 3.2 单 元 电路的设计 数字电子钟的设计方法很多种，例如，可用中小规模集成电路组成 电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围 电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等。 在本次设计，电路是由许多单元电路组成的，因此首先必须对各 个单元电路进行设计。 3.2.1 主 体 电路部 分 主体电路部分的电路主要由振荡电路、计数电路、显示电路以及校时 电路四大部分组成。下面将对各部分电路进
6、行设计。 时显示器 分显示器 秒显示器 时译码器 分译码器 秒译码器 时计数器 分计数器 秒计数器 校时电路 振荡器 分频器 整点报时 触摸报时 仿电台报 定时控制 第5页 3.2.1.1 振 荡 电 路 振荡电路由振荡器和分频器产生 1Hz 时钟脉冲和扩展部分所需的频 率，下面对振荡器和分频器两部分进行介绍。 （1）振荡器 数字电路中的时钟是由振荡器产生的，振荡器是数字钟的核心。振 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，一般来说， 振荡器的频率越高，计时精度越高。它利用某种反馈方式产生时钟信号。 对数字电路来说，振荡器的输出的幅度范围为 0v5v 的方波信号而不是 锯齿波、三角波或其他形式。典型的振荡器是弛豫振荡器，它通过一个 RC 网络将反相器的输出反馈回来并存在一定的工作延迟时间。基本的电 路如图 2 所示。 12 A 74 04 12 A 74 04 R2 R1 C 图 2 在上述电路中，RI-C 网络由第一个反相器驱动，具有 RC 特性曲线 的响应信号被反馈给反相器的输入。当电容上的电压达到施密特触发器 输入反相器的门限电压的时候，反相
