1、 1 课课 程程 设设 计计 课程名称_数字电路课程设计_ 题目名称_多功能电子钟_ 学生学院_物理学院_ 专业班级_光信息 11（1）_ 2013 年 7 月 01 日 2 1.多功能数字钟的电路设计多功能数字钟的电路设计 设计目的 1.掌握数字钟的设计、组装与调试方法。 2.熟悉集成电路的使用方法。 设计任务与要求 1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时” 、 “分” 、 “秒” 。 2.具有校准时、分的功能。 3.整点自动报时，在整点时，便自动发出鸣叫声，时长 1s。 扩展功能： 闹钟功能，可按设定的时间闹时。 2.系统原理框图系统原理框图 由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准，秒
2、计数器满 60 向 分计数器进位， 分计数器满 60 向小时计数器进位， 小时计数器按 “24 翻 1” 规律计数，计数器经译码器送到显示器；计数出现误差可用校时电路进行 校时、校分、校秒， 可发挥部分：使数字钟具有可整点报时与定时闹钟的功能。 数字钟的结构框图如图 1 所示 图 1 数字钟的结构框图 3.设计方案与论证设计方案与论证 时间脉冲产生电路时间脉冲产生电路 方案一： 由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。 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 定时控制 仿 电 台 报 整点报时
3、主体部分 3 555 与 RC 振荡电路如图 2 所示 图 1 555 与 RC 组成的多谐振荡器图 方案二: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，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的 作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这 一时间脉冲信号。石英晶体振荡电路如图 3 所示 图 2 石英晶体振荡器图 方案三：由集成逻辑门与 RC 组成的时钟源振荡器 门电路组成的振荡电路如图 4 所示 4 图 3 门电路组成的多谐振荡器图 用 555 组成的脉冲产生电路: R1=47k，R2=47k，C=10F ，则 555 所产
4、 生的脉冲的为:f=1/(R1+2*R2)CLn2=1Hz,而设计要求为 1Hz,在精度要求不 是很高的时候可以使用。 石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经 过 15 分频电路可得到标准的 1Hz 的脉冲输出.R 的阻值,对于 TTL 门电路通常 在 0.72K 之间;对于 CMOS 门则常在 10100M 之间。 由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数 RC 有关， 而且还取决 于门电路的阈值电压 VTH，由于 VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响， 因此频率稳定性较差，只能用于对频率稳定性要求不高的场合。 综上分析，选择方案一，55
5、5 与 RC 组成的振荡电路较简单，易调节，成 本较低 4.电路图及设计文件电路图及设计文件 4.1 工作原理工作原理 4.1.1 电路总原理如图电路总原理如图 8 所示所示 5 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U1 74LS48 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U2 74LS48 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD
6、 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U3 74LS48 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U4 74LS48 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U5 74LS48 A 7 QA 13 B 1 QB 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE 9 RBI 5 QF 15 LT 3 QG 14 U6 74LS48 D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U7 74LS160 D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP
