暑期实习报告——简易数字钟

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1、电子实习报告数字钟姓名：严宏海学号：班级：-22指导老师：王巍、郝国成、张晓峰、闻兆海、王国洪、吴让仲、李杏梅、王瑾中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院通信工程专业2012年6月12日目录16一、实验内容及要求…………………………………………………2二、软件和硬件设计……………………………………………………22.1基本功能电路设计…………………………………………………………………32.2扩展电路设计………………………………………………………………………6三、调试过程与结果………………………………………………………73.1调试过程……………………

2、…………………………………………………83.2调试结果………………………………………………………………………8四、实验心得……………………………………………………………8五、附录…………………………………………………………………85.1元器件清单………………………………………………………………………95.2基本功能电路图………………………………………………………………10一、实验内容及要求任务：1、设计一个有“时”，“分”，“秒”（23小时59分5916秒）显示且有校时功能的电子钟；要求：1．用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟

3、；（对已有1kHz频率时钟脉冲进行分频）；2．能显示时、分、秒，24小时制；3.设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用同步十进制集成计数器74LS90,74LS92设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.；5.用同步十进制集成计数器74LS90设计一个24小时计数器,6.拓展部分：整点报时功能，要求当数字钟的时、分和秒计数器计到7点59分51，53，55，57,59秒驱动音响电路，四高一低，最后一声为高音结束，整点报时结束；整点闹时功能，要求当数字钟的分和秒计数器计到59分01开始闹时，闹时持续一分钟，整点闹时结束。主要性能要求：1．计时准确2．

4、时间显示正常（无闪烁），时为24进制，分秒为60进制，能正常进位和清零3．校准电路能按需灵敏地校准分和时二、软件和硬件设计数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。下图所示为数字钟的一般构成框图。16整点报时电路时显示器分显示器秒显示器时译码器时计数器分译码器时译码器时计数器秒译码器分计数器秒计数器校时电路振荡器分频器图2-1数字计时器的组成框图2．1基本功能电路设计1、振荡器方案一：数字计时器电路的振荡器

5、有两种，一种为石英晶体振荡器，一种为555振荡器。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。本设计实验用555定时器与RC构成的多谐振荡器。如下图。16方案二:选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。图1石英晶体振荡器图方案三：由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。图2门电路组成的多谐振荡器图用555组成的脉冲产生电路:R1=15*103Ω，R2=68*103Ω，C=10μF ，则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*1

6、03*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用。石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7～2KΩ之间;对于CMOS门则常在10～100MΩ之间。由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期与时间常数RC有关，制作简单，材料易得，本方案选择方案一。2、分频器:分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号，选用三片74LS90进行级联，因为每片

7、为1/10分频器，三片级联好16获得1Hz标准秒脉冲。其电路图如下：3、计时电路（该部分电路图见附录）秒、分计数器为60进制计数器。小时计数器为24进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS90,74LS92。因为秒个位是十进制，所以R0⑴和R9⑴接地，当计数器计数到9即QDQCQBQA=1001时，计数器自动清零，QD从高电平转变为低电平，同时向秒十位输送一个计数脉冲，使秒十位开始计数，由于秒十位是六进制，所以秒十位计数器A3=0，当QCQBQA=101时，秒十位计数器自动清零。当秒十位QC由高电平转变为低电平时，通过与非电

8、路，向分个位计数器输送一个进位脉冲，使分个位开始计数，分个位和分十位计数及进位原理同秒个位和秒十位相同。当分十位QC由高电平转变为低电平