电子线路课程设计报告设计课题：数字时钟
专业班级：12信工2班
小组成员：李家豪
指导教师：朱其祥
设计时间：2014-12
数字时钟
一、设计任务与要求：
任务：设计一个数字电子钟。
要求：
1、用LED显示屏显示24进制时，60进制分和秒。
2、具有校正时间功能。
3、完成实验报告。
二、方案设计与论证：
数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。由图可见：本数字钟电路主要由震荡器、、时分秒计数器、译码显示器构成。它们的工作原理是：由震荡器产生的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准，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，该信号作为分计数器的脉冲信号，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12进制计数器。译码显示电路将时、分、秒计数器的输出状态送到七段译码显示器，通过六位LED七段显示器显示出来。
总体框图如下：
三、单元电路设计与参数计算：
3.1 555振荡电路：
电路图如图 3.1所示：
图3.1 555振荡电路
由555定时器构成的多谐振荡器的周期计算公式为：
T≈0.7（R1+2R2）C1. 频率f=1/T,当R1=400Ω,R2=500Ω,C1=1μf可产生1khz 频率.则从芯片的OUT引脚得到振荡频率为1kHz的时钟脉冲。
3.2 分频器
由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，得到需要的秒脉冲信号。如图3.2所示：
图 2.2 分频器电路
3.3 时、分、秒计数器的设计
分和秒计数器都是模M=60的计数器，其记数规律为00—01--、、、、、、--58—59—00、、、、、、可选用74LS160作为计数器级联组成，其电路图如图2.3所示：
图3.3 60 进制计数器电路
由图可知CLR接高电平，秒信号脉冲从CLK端输入进行十进制记数，满十通过RCO输出进位信号，此信号用于控制秒十位计数器的记数。秒十位计数器为六进制计数器。QB、QC的输出端通过与非门输出构成清零复位信号给CLR端，从而构成六进制计数器。同时这个信号还要作为秒计数器的进位脉冲送到分计数器。秒十位计数器的CLK脉冲的输入要受到秒个位计数器的进位信号RCO的控制。只有当RCO=1之后再次变为0时，秒计数脉冲才可能进入秒十位计数器的CLK 中。分计数器的组成电路与秒计数器的组成电路完全相同。不过进入CLK的脉冲信号为由秒十位进位输入的信号。时计数器也是由两个74LS160串联组合而成。其电路图如图3.4所示：
图 2.4 24 进制计数电路
本电路采用时24进制显示方式。时个位计数器开始作为十位计数器产生0—9的计时个位，当下一时间10点到时向上输出进位信号RCO=1后再次变为0时，十位计数器加1，等计时到23点后再来时计数脉冲（即分计数满60）时计数器要清零复位。所以十位计数器的QB和时个位计数器的QC通过与非门产生清零复位信号，使时计数器具备00——23循环计数的功能。然后将六个计数器的计数结果通过计数器的QA——QC输出端送到七端显示译码驱动电路中。
3.4 译码显示电路的设计
译码是把给定的代码进行翻译, 将时、分、秒计数器输出的四位二进制代码翻译为相应的十进制数, 并通过LED 显示器显示,选用的七段译码驱动器(74LS48) 和7段数码管(LED) 是共阴接法。其中74LS48的引脚及功能表见附录。译码显示电路如图3.5所示。
图3.5 译码显示电路
为使74LS247正常工作，须将控制信号端BI/RBO、RBI、LT的引脚全部高电平。它们分别对时、分、秒计数器的输出进行译码，通过7个限流电阻与LED
数码器连接。调节限流电阻的值可以改变LED亮度。LED数码器采用共阴接法，阴极接地。
3.5 时间校正电路
当开关S3按下，接地相当于输入0，无论分频脉冲式高是低，与非门U15A 出来的信号为1，U19A出来的信号为1，所以U23A输出信号为0，则秒脉冲信号为1。数字电子钟秒个位加一。当开关S1接没按下时相当于输入1，当分频脉冲
为1时，与非门U15A出来的信号为0，U19A出来的信号为0，所以U23A输出信号为1，则秒脉冲信号为1，计数器随分频脉冲变化计数。
分，时校时同秒原理相同。其电路图如图所示：
图 3.6 时、分校时电路
四、总原理图及元器件清单：
1、总原理图如下图;
2、元件清单
五、调试
开始设计时，上网找资料，参考了很多人的设计方案，自己选择了一种方案，又加上了自己的一些想法，首先要产生信号脉冲，所以就选择设计555电路，算出了要产生1HKZ脉冲所需的电阻阻值，接着选择计数器，译码器，数码管，开始选择的译码器是74ls247和LED共阳接法，但是仿真时总是有问题，思考了很久也没有解决，后来换了74LS48和LED共阴接法，结果仿真正确，计数时进位不正确，秒的个位每次到9就向十位进位，而不是到10，然后思考哪里错了，我们发现进位出不能用与非门，同样的分和时计时那儿也需要改电路图，问题终于解决了，然后开始做的校时电路时自动校时的，老师来看完后问我能不能手动校时，于是我又想了其他校时电路，可以自己手动设置初始值，结果用了几个逻辑电路解决了问题，这次调试在老师的指导和要求下，以及自己动脑找资料终于仿真出自己需要的结果。
六、性能测试与分析
完成后的电路具有准确的24小时计数功能，即24进制时，60进制分秒功能可以手动校时，可以分别校时秒、分、时，校时开关每按下一次，被校时数值会加一。
七、结论与心得
该数字电子钟具有显示当前时、分、秒的时间、校时等功能。在该系统中集成计数器是关键部件，由它构成了60进制秒计数器、60进制分计数器和24进制时计数器。而且具有校时功能，并用LED七段数码显示器显示这三个计数器的输出。“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性教学环节，是对我学习电子技术的综合性训练。我做的是数字钟的设计，然而，要完成一个课题的设计要涉及到许多方面的知识。通过上网查询和查阅相关书籍资料，让我知道了大量关
