课程设计---数字钟的设计与制作 (2)

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1、电子技术课程设计 报 告 1 一、设计目的一、设计目的 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更 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。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 因此，设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通 过数字钟的制作进一步的了解在制作中用到的各种中小规模集成电路的作用及实用方法. 且由于数字钟包括组合逻辑电路和时序电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑 电路与时序电路的原理与使用方法. 二、设二、设计要求计要求 设计指标 时间以

2、12 小时为一个周期； 显示时、分、秒； 有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； *计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 10 秒进行蜂鸣报时； 保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。 设计要求 画出电路原理图； 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 编写设计报告，写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 三、原理框图三、原理框图 1 1数字钟的构成数字钟的构成 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（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准 的 1HZ 时间

3、信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。 图 1 电子技术课程设计 报 告 2 2 2晶体振荡器电路晶体振荡器电路 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。 一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类， 一类是用门电 路构成；另一类是通过非门构成的电路，本次设计采用了后一种。如图（b）所 示，由非门与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，实现整形功能， 将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻为非门提供 偏置，使电路工作

4、于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容、 与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个度 相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率 稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。 图 2 3 3时间记数电路时间记数电路 一般采用 10 进制计数器如 74HC290、74HC390 等来实现时间计数单元的计数功能。 本次设计中选择 74HC390。由其内部逻辑框图可知，其为双 2-5-10 异步计数器，并每一 计数器均有一个异步清零端（高电平有效高电平有效） 。 秒个位计数单元为进制计数器， 无需进制转换， 只需将与（下降沿有效） 相连即可。（下降沿有效）与Z 秒输入信号相连，D可作为向上的进位信号 与十位计数单元的相连。 秒十位计数单元为进制计数器，需要进制转换。将进制计数器转换为进制计 数器的电路连接方法如图 .所示， 其中C可作为向上的进位信号与分个位的计数单 元的