数字钟课程设计---LED数码显示钟的设计

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1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 设计名称：设计名称： 数字钟的设计 系系 别：别： 学生姓名：学生姓名： 班班 级：级： 学学 号：号： 成成 绩：绩： 指导教师：指导教师： 开课时间开课时间: 2010 至至 2011 学年第学年第 2 学期学期 一、一、设计题目设计题目 LED 数码显示钟的设计 二、主要内容二、主要内容 1、工作原理 电子钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为 24 小时，显示满刻度为 23 时 59 分 59 秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基 本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路

2、、报时电路和振 荡器组成。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电 路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精 度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器” 采用 60 进制计数器，每累计 60 秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时 钟脉冲。“分计数器”也采用 60 进制计数器，每累计 60 分钟，发出一个“时脉冲”信号，该 信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用 24 进制计时器，可实现对一天 24 小时的累计。 译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态用

3、七段显示译码器译码，通过七段显 示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一 音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。 根据电路原理图，LM8560（IC1）是 50/60Hz 的时基 24 小时专用数字钟集成电路，有 28 只管脚，1-14 脚是显示笔划输出，15 脚为正电源端，20 脚为负电源端，27 脚是内部振 荡器 RC 输入端，16 脚为报警输出。 T1 为降压变压器，经桥式整流（VD6-VD9）及滤波（C3、C4）后得到直流电，供主电 路和显示屏工作。当交流电源停电时，备用电池通过 VD5 向电路供电。 CD

4、4060(IC2)、JT、R2、C2 构成 50HZ 的时基电路，CD4060 内部包含 14 位二分频和一 个振荡器，电路简洁，30720HZ 的信号经分频后，得到 50HZ 的信号送到 LM8560 的 25 脚， 并做秒信号经 VT2、VT3 驱动显示屏内的冒号闪动。 当调好定时时间后，并按下开关 K1（白按钮） ，显示屏右下方有绿点指示，到定时时 间有驱动信号经 R3 使 VT1 工作，即可定时报警输出。 在面板上从左到右，存在五个微动开关，分别是 S4、S3、K1、S2、S1，S1 调小时， S2 调分钟，S3 调时钟，S4 调定时，K1 定时报警开关。调时钟时，需按下 S3 的同时

5、按动 S1，即可调小时数；按下 S3 的同时按动 S2 可调分钟数。调定时报警时，需按下 S4 的同 时按动 S1 即可调小时数，按下 S4 的同时按动 S2 可调分钟数，事实上是闹铃数 2、电路原理图 3、芯片 LM8560 和 CD4060 的工作原理 （1） LM8560 集成电路采用 28 脚双列直插式封装，内含显示译码驱动电路、12/24 小 时选择电路以及其他各种设置报警等电路。它具有较宽的工作电压范围（7.5-14V）和工 作温度范围（20C-+70C） 。它自身功能消耗很小，输出的能直接驱动发光二极管显示屏。 如下图： （2） CD4060 由一振荡器和 14 极二进制串行计数

6、器位组成，振荡器的结构可以是 RC 或 晶振电路。CR 为高电平时，计时器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发 器。在 CP1(和 CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发 器对时钟上升和下降时间无限制。CD4060 提供了 16 引线多层陶瓷双列直插（D） 、熔封陶 瓷双列直插（J） 、塑料双列直插（P）和陶瓷片状载体（C）4 种封装形式。 如下图： 4、整流电路部分的工作原理 桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流 电转变为直流电。 如图所示： 工作原理 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成“ 桥“式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。 桥式整流电路的工作原理如下: e2 为正半周时,对 D1、 D3 和方向电压,Dl,D3 导通;对 D2、 D4 加反向电压,D2、 D4 截止。 电路中构成 e2、Dl、Rfz 、D3 通电回路,在 Rfz ,上形成上正下负的半波整洗电压,e2 为 负半周时,对 D2、D4 加