多功能数字钟电路设计
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- . wordzl. 多功能数字钟电路设计.txt如果青春的时光在闲散中度过，那么回忆岁月将是一场凄凉的悲剧。杂草多的地方庄稼少，空话多的地方智慧少。即使路上没有花朵，我仍可以欣赏荒芜。
本文由海豚050505奉献
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多功能数字钟电路设计
摘 要：多功能数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置。无论是日常生活还是在工业 应用计时领域，都发挥着重要的作用。本系统进展了各单元的设计和调试，可以完成准确的完成计时、 定时和校时。电路由晶体振荡器、分频器、计数器、译码显示器和校时电路以及报时电路组成。总体方 案设计由主体电路和扩展电路两大局部组成。本电路具有走时精度高，稳定性好，使用方便，价格廉价 等特点。 关键词： 关键词：32768 晶振；分频器；计数器；校时；报时；数字钟
1 引言
在当今社会，时间是非常重要，尤其是随着信息大爆炸时代的降临，人们的时间观念 越来越强，人们一切都是围绕时间来安排自己方案。数字钟的数字显示清晰直观就能够 为我们的日常生活提供便利。它集成度高,时间准确,体积小,携带方便,而且报时功能， 应用十分广泛。
2 总体设计方案
2.1 设计思路 利用 32768 晶振产生稳定度高的高频方波信号， 将高频方波经分频电路分频为 1HZ 的脉冲， 输入到六十进制的秒计数器，秒计数器和分计数器都是有一个个位十进制和十位六进制组 成，当秒计数器的十位在清零时也向分六十进制的计数器个位发一个脉冲使分计数器加 1， 当分计数器的十位在清零时也同时向二十四进制时和十二进制计数器的个位发一个脉冲， 使 其加 1。将时，分，秒计数器的输出端分别接上译码器和显示器，最大显示值为 23 小时 59 分 59 秒，再输入一个秒脉冲后，显示复零。并且能通过开关实现 12
与 24 的时时转换和上 下午显示。利用校准电路分别对时，分校准电路进展设计，另外又增加了报时电路。本电路 的报时电路利用秒个位计数器的状态进在接收分计数器和秒计数器的信号后完成在整点的 报时。 2.2 总体设计框图 本电路的设计由三局部组成，第一局部是晶振经过分频后产生的 1HZ 基脉冲；第二局部 是主体电路完成多功能数字钟的显示功能；第三局部电路由校时和整点报时构成的扩展功 能。具体方框图如图 1 所示。
1
译码显示
译码显示
译码显示
十二/二十四进 制计数/小时 制计数 小时
六十进制计数 六十进制计数 /分 分
六十进制计数 六十进制计数 /秒 秒
整点报时
手动设计小时、 分的电路 校时〕 〔校时〕 手动设计小时、
由晶振基 准源〔1hz〕 准源〔 〕
图 1 总体设计框图
3 设计原理分析
3.1 秒脉冲产生电路 脉冲产生电路如图 2 所示，为了保证基准时间的准确，采用了数字表中常用的 32768 晶 体振荡产生电路发生器，该电路具有价格廉价，产生脉冲稳定性好的特点，这里选用 R2 为 10M,R3 为 470k， 为 10K， 为 15pF， 为也为 15pF。 R4 C1 C2
产生 32768HZ 的脉冲， 经过 CD4060 〔2^15〕和 74ls390 两个芯片进展分频，最后产生在
74ls390,3 号端口产生 1HZ 脉冲。 . - -.
- . wordzl. 图 2 秒脉冲产生电路
CD4060 是一个具有 2^15 分频能力的的芯片，当晶振经过它就会产生 2HZ 的脉冲信号，于是 再经过 74ls390 一次 2 分频，既可以获得 1HZ 脉冲。
2
3.2 译码显示
DS1
a f e g d b c
显示器引脚从右到左，1，2，3，4。 为了准确的显示出时间，需要用显示器显示出来。
上图显示器包含了译码功能，所以无需专门的译码器。 正确的引脚连接方式为：Q0 接 1，Q1 接 2，Q2 接 3，Q3 接 4 3.3 秒、分计数电路 计数电路由异步十进制计数器 74LS160 构成,分、 秒计数电路用 74LS160 构成的的 60 进 制电路来实现，在此只对 60 进制电路加以分析。秒、分计数电路如图 5 所示，将两个计数 器级联，接成一百进制的计数器。在此根底上，借助计数器的清零的功能，将芯片ＱB、ＱC 端经过一个与非门接至 CLR 非输入端。工作时，在第 60 个计数脉冲作用后，计数器输出为 0110〔十进制数 60〕 ，芯片ＱB、ＱC 为 1 使与门输出高电平。它作用在 U2 芯片的清零端〔高 电平有效〕 ，使计数器立即返回到 0000 0000 状态。状态 0110 1010 仅在瞬间出现一下。这 样就构成了 60 进制计数器 。
4 3 2 1
74ls160 功能表 MR L H H H H PE X L H H H CET X X H X X CEP X X H L L 触发 状态 清零 置数 计数 保持 保持
3
图 5 秒、分计时电路
3.4 时计时电路 图 6 是时计数电路，通过开关从而实现十二进制和二十四进制的转换。把 U11QA 和 U10QB 端 的脉冲通过一个与非门同时送入 U11 和 U10 的 CLR 非端，同时清零即为十二进制，把 U11B 和 U10QC 端的脉冲通过一个与非门同时送入 U11 和 U10
的 CLR 非端， 同时清零为二十四进制。
图 6 时计时电路
4
3.5AM、 3.5AM、PM 显示电路 AM AM、PM 显示电路如图 7 所示，把 12 进制计数器的清零信号送到 JK 触发器的 CP 端。当计数 器进展一次循计数后，JK 触发器将翻转一次，当 JK 触发器的 Q 端输出为 1 时，发光二极管 发光，代表下午，当 JK 触发器的 Q
端输出为 0 时，发光二极管灭，代表上午。如果数码管 显示的与实际情况不相符合，那么可以通过开关电路进展调节。
图 7AM、PM 显示电路
3.6 校时电路 校时电路如图 8 所示，当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进展校正。在本 电路中采用两输入四与非门集成芯片 74LS00 其组成等效如图 7 所示，正常情况下 KEY B 断 开，进位信号通过与非门送入高位 CP 端，此时校时信号不起作用，当需要调时时，按下开 关可通过秒脉冲调整时间，同时进位信号不起作用，从而实现调时功能。
图 8 校时电路
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3.7 整点报时功能 如图 9 把蜂鸣器接入三极管集电极，当分进位脉冲送入 NPN 型三极管基极时，使发射结电压 保持正向偏置，集电结电压反向偏置，使三极管工作于放大状态，蜂鸣器整点报时。图中电 . - -.
- . wordzl. 图 9 整点报时电路
4 总结与体会
通过这次实习，使我深刻的体会到了自身的缺乏，无论是理论上，还是实践上，都差得 很远。而我做的多功能数字时钟，还只是多功能时钟里较简单。开场时毫无头绪，于是我自 己上网查看资料，当看到一些电路和参考文献时，慢慢的理清了思路，又查看课本等，开场 把整体思路给画了出来，另外还要考虑它的可行性，实用性等等。于是开场使用 Multisim 软件对电路进展参数设置和调节。采用了常见 32768HZ 组成的晶振电路所产生的时钟频率， 也是常用在手表中的电路，具有稳定度高，价格廉价等优势，而且具有报时，校时等功能。 在这不断的分析验证、 再分析再验证的过程中， 渐渐的提高了我的分析能力和逻辑思维能力，
开阔了我的思维，而且也让我学到许多书上没有的东西以及对书上知识加深了认识和应用。
在这次实习当中，我更加熟练地应用 protel2004 绘图，Word 排版，和学会使用 EWB 的 升级版 Multisim 等，让我对电脑绘图有了更深刻的理解。也使我对专业有了新的认识，看 到了未来的开展前途。 总之，通过这次实习，提高我考虑问题和分析问题的全面性以及动手操作的能力，使我 的综合能力有了一个很大的提高，而且我要感谢教师同学对我的帮助，他们在我困惑不懂的 时候，帮助我解决了问题！
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参考文献
[1]康光华，电子技术根底〔模拟局部〕[M].:高等教育.2008.1 [2]康光华，电子技术根底〔数字局部〕[M].:高等教育.2008.1 [3]黄继昌，数字集成电路应用集萃 [M].:中国电力.2008.4 [4]何喜才.常用集成电路简明速查手册[M].:国防工业.2006.8 [5]渠云田，电工电子技术[M].：高等教育.2008.6
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整体电路 电路图 附录 1 整体电路图
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多功能数字钟电路设计
摘 要：多功能数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置。无论是日常生活还是在工业 应用计时领域，都发挥着重要的作用。本系统进展了各单元的设计和调试，可以完成准确的完成计时、 定时和校时。电路由晶体振荡器、分频器、计数器、译码显示器和校时电路以及报时电路组成。总体方 案设计由主体电路和扩展电路两大局部组成。本电路具有走时精度高，稳定性好，使用方便，价格廉价 等特点。 关键词： 关键词：32768 晶振；分频器；计数器；校时；报时；数字钟
1 引言
在当今社会，时间是非常重要，尤其是随着信息大爆炸时代的降临，人们的时间观念 越来越强，人们一切都是围绕时间来安排自己方案。数字钟的数字显示清晰直观就能够 为我们的日常生活提供便利。它集成度高,时间准确,体积小,携带方便,而且报时功能， 应用十分广泛。
