数字电子钟課程設計

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1、《数字电路》课程设计总结报告题目：数字电子钟指导教师：设计人员：联系方式：学号：班级：电子1081班日期：2010年12月27日——2010年12月31日目     录一、设计内容、设计要求及设计的总框图二、完成单元电路的设计及参数计算、元器件的选择及原理说明三、分析仿真调试过程中的结果、对出现的问题如何解决四、本次课程设计的收获体会、存在问题和进一步的改进意见等五、附录（包括：整机逻辑电路图、元器件清单）六、参考资料及文献一．设计内容、设计要求及设计的总框图设计内容和要求：设计一个数字电子钟。1、时钟显示功能，能够十进制显示“时”、“分”、“秒”；2、时计数器采用

2、24进制，从00开始到23回到00，分和秒计数器采用60进制，从00开始到59回到00；3、具有整点报时功能；4、具有快速校准时间的功能，可以分别对时、分、秒进行单独校时，使其校正到标准时间。总框图：调校秒调校时调校分分个位计数器秒个位计数器时个位计数器秒十位计数器译码驱动译码驱动译码驱动数码管时十位计数器数码管译码驱动译码驱动译码驱动分十位计数器数码管数码管数码管数码管整点报时电路总开关/复位电路脉冲产生电路1HZ二．单元电路的设计及参数计算、元器件的选择及原理说明1、脉冲产生电路的设计555定时器555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路，并由两

3、个比较器来检测电容上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断，这就很方便地构成从微妙到数十分钟的延时电路，以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。用555定时器构成多谐振荡器电路如下图(a)所示。电路没有稳态，只有两个暂稳态，也不需要外加触发信号，利用电源Vcc通过R1和R2向电容器C充电，使Uc逐渐升高，升到2Vcc/3时，Uo跳变到低电平，放电端D导通，这时，电容器C通过电阻R2和D端放电，使Uc下降，降到Vcc/3时，Uo跳变到高电平，D端截止，电源Vcc又通过R1和R2向电容器C充电。如此循环，振荡不停，电容C在Vcc/3和

4、2Vcc/3之间充电放电，输出连续的矩形脉冲，如图（b）所示(a)输出信号Uo的脉宽tw1、tw2，周期T的计算公式如下：根据要求，该系统中要使555构成的多谐振荡器电路产生1HZ的脉冲，因此我们可以令R1=51K，R2=68K，C2=C=7639.4nF，得到周期为1S，即按照图的电路可以产生1HZ的方波脉冲。2、秒、分、时计数器电路设计秒、分计数器为60进制计数器，分别由两片74LS160构成。将其中一片74LS160设置成10进制加法计数器，即个位计数状态为Q3Q2Q1Q0=1001，另一片设置成6进制加法计数器，十位计数状态为Q3Q2Q1Q0=0101。采用

5、反馈清零串接而成，计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为下一级计数器的输入脉冲。分、秒计数器如下图所示：时计数器为24进制计数器，由两片74LS160构成。将其中一片74LS160设置成4进制加法计数器，即个位计数状态为Q3Q2Q1Q0=0011，另一片设置成3进制加法计数器，十位计数状态为Q3Q2Q1Q0=0010。采用反馈清零串接而成，计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零。时计数器如下图所示：3、译码显示电路的设计译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有74

6、LS48。74LS48是BCD-7段译码器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴显示数码管。其中秒译码显示电路如下图：4、校时电路的设计校时电路是数字钟不可缺少的部分，每当数字钟显示与实际时间不符时，需要根据标准时间进行校时。校时电路如下图所示。该电路针对秒计时脉冲、分计时脉冲和时计时脉冲进行控制，到达校时的目的。具体原理如下：校“秒”时，将按键开关SW1按下，此时门电路U16:D被封锁，1HZ的秒信号进入不到秒计时器中，此时暂停秒计时。当数字钟秒显示值与标准时间秒数值相同时，立即松开SW1，数字钟秒显示与标准时间秒计时同步运行，完成秒校时。校“分”、“时”比较

7、简单。例如“分校时”使用U17:A、U16:C、U16:B、U15：B组合门电路来完成。当进行分校时时，按下开关SW2，由于门电路U16:C、U15：B输出高电平，封锁秒十进位脉冲，同时1HZ脉冲信号直接通过U16:B、U17:A门电路被送到分计时的个位计数器中，使分计数器以秒的节奏快速计数。当分计数器的显示与标准时间数值相符时，松开SW2即可。当送开SW2时，门电路U16:B封锁1HZ秒脉冲，输出高电平，门电路U16:C接收来自秒计数器的输出进位信号，使分计数器正常。“时”校时电路与“分”校时电路的工作原理相同。秒校时电路如下图：“分”和“时”校时电路如下图：