数字电子时钟课程设计2..doc

数字电子时钟课程设计 题目： 数字电子时钟课程设计 目 录 一、设计任务及设计要求…………………………………………（3） 二、设计方案论证 ………………………….. …………. （3） 1.总体方案及框图 2.各部分论证 三、单元电路设计…………………………………………………（4） 1.振荡器 ………………………………………………………（4） 2. 秒、分、时计数器…………………………………………（5） 3. 显示译码/驱动器和LED七段数码显示管……………….（6） 4. 分频器……………………………………………………（7） 5. 报时电路…………………………………………………（9） 四、总体电路设计及原理………………………………………（13） 五、元器件明细表………………………………………………（10） 六、心得体会……………………………………………………（11） 七、参考文献……………………………………………………（11） 一、设计任务及设计要求 1.设计任务 数字电子钟的逻辑电路 2.设计要求 （1）由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。 （2）设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示切且具有校时、校分、校秒的功。 （3）整点报时功能。要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次，共五次，每次持续时间为一秒，前五次为500赫兹的声音，最后依次为1000赫兹的声音。 （4）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装和调试。 （5）划出框图和逻辑电路图，写出设计，实验总结报告。 二、设计方案论证 数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。 图一 对于各个部分而言 数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。? 数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。? 为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。? 能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。? 三、单元电路设计 1. 各独立功能部件的设计 （1） 、振荡器 振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和 稳定度决定了数字钟的质量。第一种方 案采用石英晶体振荡器，如图二。使用 振荡频率为32768HZ的石英晶体和反 向器构成一个稳定性极好、精度较高 的时间信号源。改变电容C可以 图 二 石英晶体振荡器 振荡器的频率进行微调，再通过一个反相器，输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后，在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。 第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若参数选择：R1=R2=10K欧姆，C1=47uF时，可以得到秒脉冲信号。 图三 方波信号发生器 附555定时器的功能表 输 出 输 出 阀值输入（v11） 触发输入（v12） 复位（RD） 输出（VO） 发电管T × × 0 0 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 1 截止 2/3VCC 1/3VCC 1 0 导通 2/3VCC 1/3VCC 1 不变 不变 （2） 秒、分、时计数器 U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。 U1、U2共同构成秒计数器，它由两个74LS161构成六--十进制的计数器，如图四。U1作为秒个位十进制计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。? U2作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制，其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。当U2计数器计到0011，即清零信号到复位输入端时，Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码/驱动器。 U3 、U4分别构成分个位十进制