课程设计---数字钟的设计与制作

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1、 数字电子技术数字电子技术课程设计报告课程设计报告 题题 目目： 数字钟的设计与制作 一一 设计目的设计目的 1 进一不了解组合逻辑电路和时序电路。 2 熟悉数字钟的组成以及工作原理。 3 熟悉集成电路的引脚安排，如何在实验箱上接线，接线时应注意什么。 二二 设计要求设计要求 1 设计指标 （1） 时间以 24 小时为一个周期； （2） 显示时、分、秒； （3） 具有较时功能，可以分别对时及分进行单独较时，使其校正到标准时间； （4） 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 5 秒进行蜂鸣报时； （5） 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供标准时间基准信号； 2 设计要求 （1） 画出电

2、路原理图（或仿真电路图） ； （2） 元器件及参数选择； （3） 电路仿真与调试； （4） PCB 文件生成与打印输出； （5） 在面包板上安装此线路并进行调试； 3 制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 4 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。 5 答辩 在规定的时间内，完成叙述并回答提问。 三三 工作原理工作原理 1 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 时间信号必须做到准确稳 定。通常使用石英晶体振荡器

3、电路构成数字钟。图 31 所示为数字钟的一般构成框图。 图 31 数字种组成框图 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 分频器电路将 32769Hz 的高频方波信号经 32768（2 15）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

4、数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为 12 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。 数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为 数码管。 2 数字种的工作原理 1） 晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。 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，如图 32 所示，从图上可以看出其结构非常简单。该电路广泛使用于各种 需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。 图 32 CMOS 晶体振荡器 图 32 所示电路中，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， 使电路工作于放