课程设计--多功能数字钟电路设计

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1、 题题 目目: : 多功能数字钟电路设计多功能数字钟电路设计 器材器材：74LS390，74LS48，数码显示器 BS202， 74LS00 3 片，74LS04，74LS08，电 容，开关，蜂鸣器，电阻,导线 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : 用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下： 1.由晶振电路产生 1HZ 标准秒信号。 2.秒、分为 00-59 六十进制计数器。 3.时为 00-23 二十四进制计数器。 4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。只要将开关置于手动位置。可分别对 秒、分、时进行连续脉冲输入调整。 5.整点报时。整点报时电路要求在

2、每个整点前鸣叫五次低音（500HZ） ，整点时再鸣叫 一次高音（1000HZ） 。 摘要 . 3 Abstract 3 1 系统原理框图 4 2 方案设计与论证 5 2.1 时间脉冲产生电路 5 2.2 分频器电路 8 2.3 时间计数器电路 9 2.4 译码驱动及显示单元电路 . 10 2.5 校时电路 . 11 2.6 报时电路 . 12 3 单元电路的设计 . 13 3.1 时间脉冲产生电路的设计 . 13 3.2 计数电路的设计 . 14 3.2.1 60 进制计数器的设计 14 3.2.2 24 进制计数器的设计 14 3.3 译码及驱动显示电路 . 15 3.4 校时电路的设计 .

3、 16 3.5 报时电路 . 17 3.6 电路总图 . 19 4 仿真结果及分析 . 20 4.1 时钟结果仿真 . 20 4.2 秒钟个位时序图 . 20 4.3 报时电路时序图 . 21 4.4 测试结果分析 . 21 5 心得与体会 . 22 6 参考文献 . 23 附录 1 原件清单 . 24 附录 2 部分芯片引脚图与功能表 . 25 3 摘要摘要 多功能数字钟具有时间显示、闹钟设置、环境温度测量、电网电压、电网频率显示， 闹铃控制和电网电压的过压、欠压报警等功能,深受人们欢迎。 数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭, 车站, 码头办公室等公

4、共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路 的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数 字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定 时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘 箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基 础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义 4 1 系统原理框图系统原理框图 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间 不可能与标准时间一致，故需要在电路上加一个校时电路

5、。同时必需以标准的 1HZ 时间信 号作为时钟驱动。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图 1 所示为数字钟的一般构 成框图。 图 1 系统原理框图 晶体振荡器电路：晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的 32768z 的 方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子 钟都使用了晶体振荡器电路。 分频器电路：分频器电路将 32768HZ 的高频方波信号经 32768（ 15 2）次分频后得到 1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。 时间计数器电路：时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器 及时个位和时十位计数器

6、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，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为 24 进制计数器。 译码驱动电路：译码驱动电路将计数器输出的 8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑 状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 5 整点报时电路：一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内, 数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也 可以是实时语音提示。 2 2 方案设计方案设计与论证与论证 2.12.1 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。 图 2 555 与 RC 组成的多谐振荡器图 6 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。 图 3 石英晶体振荡器图 方案三：由集成逻辑门与 RC 组成的时钟