【精品】数字钟设计

1 西华大学课程设计说明书

摘要：

简易数显电子钟主要有三部分构成：函数信号发生器 计时电路 整点报时。晶振提供一个频率稳定准确的32768Hz的信号，经过分频器分频的到1Hz稳定准确的函数信号，做为计数器的脉冲信号，六个计数器串行连接，分别采用十进制和六进制计数（时十位为三进制计数），通过7448译码器和显示器显现出来，计数周期为24小时。当分钟两位同时为零时通过单稳态触发和0.5Hz函数信号共同作用多谐振荡，通过控制单稳态触发时间来控制多谐震荡时间，从而控制响铃时间。

关键字：晶体振荡器、分频器、译码显示

Abstract：The simple number reveals the electron clock mainly to have three

parts of constitutions:The function signal generating device timing circuit integral

point reports time. The crystal oscillator provides frequency stable accurate 32768Hz

the signal. After frequency divider frequency division to 1Hz stable accurate function

signal,Does for the counter pulse signal. Six counter serial connections,Uses the

decimal base and the senary counting separately (when ten for ternary notation

counting). Comes out through 7448 decoders and the monitor appearances,The

一、 设计目的

1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。

2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。

3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计，并利用该软件对所设计的电子电路进行仿真测试。

4、通过对自己所设计的电子电路进行实际组装、测试，初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能，

5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、 设计内容、要求及设计方案

1、任务

利用multisim仿真软件和电子元器件设计并制作一个数字钟。

2、基本要求

1）准确计时，以数字形式显示时、分和秒的时间。

2）如真实时钟，小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的时间要求为60进制。

3）自由校正时间。

3、扩展功能

1）定时闹钟功能。

2）仿广播电台正点报时。

4、总体方案

数字钟电路的组成方框图如下图1所示，其主体电路的工作原理如下：由555定时器产生1kHz的脉冲信号，经由74LS90构成的三级分频器后，输出1Hz的单位脉冲，为由74LS90和74LS92构成的60进制秒计数器提供时钟，秒计数器十位再向74LS90和74LS92构成的60进制分钟计数器提供时钟脉冲，其高位再向由74LS191和74LS74构成的12进制小时计数器提供时钟脉冲。秒、分和时计数器的输出分别接到各自的译码器的输入端，驱动数码管显示。

图1 多功能数字钟系统框图

5、可选元器件

与非门：74LS00 4片；计数器：74LS90 5片、74LS92 2片、74LS191 2片；

译码器：74LS47 6片；数码管4只；555定时器：NE555 2片；

发光二极管4只；触发器：74LS74 2片；

多功能数字钟电路设计

一 功能要求

1 基本功能：

⑴ 准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；

⑵ 小时的计时要求为24进位，分和秒的计时要求为60进位；

⑶ 校正时间，时、分快校（1HZ）。

2 扩展功能：

⑴ 定时报，时间自定，闹1分钟（1KHZ）；

⑵ 仿广播电台正点报时；

⑶ 报整点时数；

二 主体电路设计

数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中，主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。其组成框图如下：

显示器及译码器部分为板载，因此只需要设计计数器，校时电路和扩展电路。

1. 小时计数器

时计数器是一个24进制计数器，其计数规律为00—01—…—22—23—00…即当数字钟运行到23时59分59秒时，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为00时00分00秒。

原理图如下：

使用了两片74LS161（4位二进制同步加法计数器）来实现小时计数，即模24的计数器。HOUR[0]~HOUR[3]为小时个位，HOUR[4]~HOUR[7]为小时十位。

2. 分秒计数器

分和秒计数器都是模60的计数器。其计数规律为00—01—…—58—59—00… 其原理图如下：

秒计数器与上图相同，图略。

分别使用了两片74LS161来实现分和秒的计数，均为。其中MIN[0]~MIN[3]为分个位，MIN[4]~MIN[7]为分时位，SEC[0]~SEC[3]为秒个位，SEC[4]~SEC[7]为秒时位。

3. 校时电路

当数字钟接通电源或者计数出现误差时，需要校正时间（或称校时）。校时是数字中应具备的基本功能。为使电路简单，这里只进行分和小时的校时。对校时电路的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；再分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时方式有“快校时”和“慢校时”两种，“快校时”是，通过开关控制，使计数器对１Hz的校时脉冲计数。“慢校时”使用手动产生单脉冲作校时脉冲。本实验只要求实现“快校时”。其原理图如下：

数电课程设计报告

第一章 设计背景与要求

设计要求

第二章 系统概述

设计思想与方案选择

各功能块的组成

工作原理

第三章 单元电路设计与分析

各单元电路的选择

设计及工作原理分析

第四章 电路的组构与调试

遇到的主要问题

现象记录及原因分析

解决措施及效果

功能的测试方法,步骤,记录的数据

第五章 结束语

对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明

总结设计的收获与体会

附图电路总图及各个模块详图

参考文献

第一章 设计背景与要求

一．设计背景与要求

在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦;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度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用;数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路;

设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能;

1以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制;

2时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时;

3整点报时采用蜂鸣器实现;每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束;

4才用两个按键分别控制“校时”或“校分”;按下校时键时,是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化;

二．设计要求

电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用;在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法;即根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;