1、 1 电子电子工程学院工程学院 数字数字电子技术综合设计电子技术综合设计 数字电子钟设计数字电子钟设计 指导老师指导老师 专 业 班 级 姓 名 座 号 学号 2 摘摘 要要 数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信 号经过分频器形成秒脉冲信号， 秒脉冲信号输入计数器进行计数， 并把累计结果以 “时” 、 “分” 、 “秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满 60 后触发分计数器电路，分计数器电 路计满 60 后触发时计数器电路，当计满 24 小时后又开始下一轮的循环计数。一般由振 荡器、分频器、计数器、译码器、数码显示器等几部分组成。 振荡电路：主要用来产生
2、时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号 的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。 分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级 数的分频器进行分频。 计数器：有了“秒”信号，则可以根据 60 秒为 1 分，24 小时为 1 天的进制，分别设 定“时” 、 “分” 、 “秒”的计数器，分别为 60 进制，60 进制,24 进制计数器，并输出一分， 一小时，一天的进位信号。 译码显示：将“时” “分” “秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器，产 生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。 由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故
3、需要在电路上加一 个校时电路可以对分和时进行校时。另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点 前 10 秒开始，蜂鸣器 1 秒响 1 秒停地响 5 次。 为了使数字钟使用方便，在设计上使用了一个变压器和一个整流桥来实现数字钟电 能的输入，使得可以方便地直接插入 220V 的交流电就可以正常地使用了。 关键词 数字钟 振荡 计数 校正 报时 3 目目 录录 1 设计目的.4 2 设计任务.4 2.1 设计指标4 2.2 设计要求4 3 数字电子钟的组成和工作原理4 3.1 数字钟的构成4 3.2 原理分析.4 3.3 数字点钟的基本逻辑功能框图.5 4数字钟的电路设计5 4.1 电源电路的设计
4、.5 4.2 秒信号发生器的设计.6 4.2.1 方案一.6 4.2.2 方案二.6 4.2.3 两个方案的比较8 4.3 时间计数电路的设计9 4.4 译码显示电路11 4.5 正点报时电路的设计13 4.6 校时电路的设计14 5 数字电子钟的整体电路15 6 电路的装配与调试过程15 6.1 电路焊接16 6.2 调试过程16 7 收获、体会和建议17 致谢18 参考文献19 附录 元件清单.20 4 1 1 设计目的设计目的 1使学生在学完了电子技术基础课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学 理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工 程师的基本
5、技能，提高分析问题和解决问题的能力。 2熟悉集成电路的引脚安排， 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其 接线方法，了解数字钟的组成及工作原理。学会检查电路的故障与排除故障的一般方法 3学会检查电路的故障与排除故障的一般方法，掌握虚拟设计，学会使用一种电路分析 软件（EWB 或 PSPICES）在计算机上进行电路设计与分析的方法。 2 2 设计设计任务任务 2.1 设计指标 1时间计数电路采用 24 进制，从 00 开始到 23 后再回到 00； 2.各用 2 位数码管显示时、分、秒； 3.具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 4.计时过程具有报
6、时功能， 当时间到达整点前 10 秒开始， 蜂鸣器 1 秒响 1 秒停地响 5 次。 5.为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号。 2.2 设计要求 1.小组集中查找资料，讨论，确定设计方案； 2.根据选定方案确定实现设计要求的基本电路和扩展电路，画出电路原理图（或仿真电 路图） ； 3.根据经济原则选择元器件及参数； 4小组进行电路焊接、调试、测试电路性能，撰写整理设计说明书。 3 3 数字电子钟的组成和工作原理数字电子钟的组成和工作原理 31 数字钟的构成 数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等 部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路 32 原理分析 数字钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。振荡器产生的时钟信 5 号经过分频器形成秒脉冲信号， 秒脉冲信号输入计数器进行计数， 并把累计结果以 “时” 、 “分” 、 “秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满 60 后触发分计数器电路，分计数器电 路计满 60 后触发时计数器电路，当计满 24 小时后又开始下一轮
