数字逻辑课程设计--数字钟

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1、 1 课程设计报告课程设计报告 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 同同 组组 者：者： 日日 期：期：2012.6.20 - 1 - 1 一题目与要求一题目与要求 实现实现 2424 小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。 具体要求：具体要求： 1. 1. 时钟显示功能，能够十进制显示“时” 、 “分” 、 “秒”时钟显示功能，能够十进制显示“时” 、 “分” 、 “秒”; ; 2.2. 具有整点报时功能具有整点报时功能; ; 3 3. . 具有快速校准时间的功能。具有快速校准时间的功能。 二设计简介及设计方案论述二设计简介及设计

2、方案论述 2.12.1 基本设计思路基本设计思路 数字电子钟原理如 图 2-1 所示。一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字 钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组 成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数 结果通过“时” 、 “分” 、 “秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。 2.2 2.2 设计方案论述设计方案论述 石英晶体振荡器和分频器产生稳定的校时信号（石英晶体振荡器和分频器产生稳定的校时信号（2Hz2Hz）和“秒”计时信号）和“秒”计时信号(1H(1Hz)z)。对。对 “秒”计时信号进行“秒”计时信号

3、进行 60 60 进制计数，形成“分”计时信号和秒计数值；再对“分”计时进制计数，形成“分”计时信号和秒计数值；再对“分”计时 信号进行信号进行 60 60 进制计数，形成“时”计时信号和分计数值；进一步对“时”计时信号进进制计数，形成“时”计时信号和分计数值；进一步对“时”计时信号进 行行 24 24 进制计数得到时计数值。秒计数值、分计数值和时计数值译码显示时间。进制计数得到时计数值。秒计数值、分计数值和时计数值译码显示时间。 - 2 - 2 三详细设计三详细设计 3.1 3.1 秒脉冲的产生秒脉冲的产生 图 3-1 秒脉冲发生器 脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟

4、的质量，通常用 晶体振荡器产生标准频率信号经过整形、分频获得 1Hz 的秒脉冲。石英晶体振荡器的特 点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。如晶振为 32768 Hz，通过 15 次二分 频后可获得 1Hz 的脉冲输出，电路图如图 3-1 所示。 3.2 时钟显示电路设计 3.2.1 秒计数、译码及显示部分的设计 图 3-2 秒计数译码电路 秒计数器为 M=60 的计数器，即显示 0059，采用中规模集成电路双十进制计数器至 少需要 2 片，因为 10 M 100。它的个位为十进制，十位为六进制。本电路采用 两片 74LS161 实现。当个位计数至 1010 时，通过 74LS00 二输入与非门连至清零端 达到清零，当达到 0000 时，产生上升脉冲送给十位。十位计数至 0110 时清零。 3.2.2 分计数、译码及显示部分的设计 - 3 - 3 图 3-3 分计数译码电路 分计数器同秒计数器一样为 M=60 的计数器，即显示 0059，采用中规