电子电路课程设计数字电子钟计时系统的设计与装配汇编

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1、淮阴师范学院引言数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，并且在此基础上，还能够实现整点报时、定时闹钟等功能。与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长是使用寿命，因此得到了更广泛的使用，数字电子钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。设计过程采用系统设计的方法，先分析人物，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，觉得各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。本课程设计针对数字电子时钟的设计要求，提出了一个个整体设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规

2、定各个模块的结果，再对模块内部进行详细设计分析。根据可采用的芯片，设计恰当的模块组合调试，最终在Protues下仿真通过。11淮阴师范学院目录1、设计指标及要求41.1设计指标41.2具体要求42、设计原理42.1整机的系统框图42.2单元电路的设计53、设计内容与步骤64、参考元器件75、各单元电路的设计方案及原理说明 75.1设计方案75.2设计、调试要点76、电路的装配与调试过程86.1电路焊接86.2调试过程86.3数字电子钟电路图96.4调试结果与分析97、设计心得体会98、参考文献及资料1011淮阴师范学院1、设计指标及要求1.1

3、设计指标（1）显示时、分、秒，采用24小时制。（2）具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。（3）为了保证计时准确、稳定，建议由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。1.2具体要求（1）画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。（2）设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。（3）选择合适的元器件，设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确保电路正确性同时，输入信号和输出方式

4、要便于电路的测试和故障排除。在线路板上接线验证、调试各个功能模块的电路。（4）在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线，进行合理布局，进行整个数字钟电路的接线调试。2、设计原理2.1整机的系统框图如图a，该系统由振荡器、分频器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。石英晶体振荡器和分频器产生整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度。“秒计数器”采用六十进制计数器，每累计60秒向“分计数器”进位；“分计数器”采用六十进制计数器，每累计60分向“时计数器”进位；“时计数器”采用二十四进制计数器，按照“2

5、4翻1”规律计数。“时、分、秒”计数器的输出经译码器送显示器显示。校时电路用来当计时出现误差时对“时、分、秒”进行校对调整。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。11淮阴师范学院时显示器秒显示器分显示器时译码器秒译码器分译码器报时时计数器分计数器秒计数器校时电路分频器振荡器图a数字电子钟的逻辑框图2.2单元电路的设计①振荡器振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。图b为晶体振荡器电路，假设

6、取晶体的频率为100Hz。yo(100KHz)RF11R150K22M100KHZ3/22pF20pF图b晶体振荡器11淮阴师范学院图cCD4060的原理图②分频器分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时用的1kHz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。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，其计数规律为00-01-…-59-00…时计数器是一个“24翻1”的特殊进制计数器，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0

7、0分00秒，实现日常生活中习惯用的计时规律。④译码显示电路译码显示电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译，并用十进制数显示出来。⑤校时电路的设计当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间（或称校时）。校时是数字钟应具备的基本功能。校“分”、“时”的原理采用加速校时。“分”校对时利用琴键开关将秒脉冲信号送到分计数器中，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，松开琴键开关，分计数器继续接受来自秒计数器的输出进位信号，恢复正常工作。同理，“时”校时电路的工作原理与“分”校时电路完全相同。⑥整点

8、报时电路当计数器在每次计时到整点前5秒钟时，开始报时。即当“分”计数器为59，“秒”计数器为55时，报时电路发出一控制信号，并要求该信号持续时间为5秒钟，由该信号控