电子技术综合设计报告数字钟设计

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1、电子技术综合设计报告数字钟设计目录1数字钟的基本组成及工作原理11.1数字钟的构成11.2数字钟的工作原理12数字钟的设计与制作32.1系统方案选择与论证32.2设计步骤与方法32.2.1NE555脉冲电路产生32.2.2计数器电路52.2.3译码显示电路72.2.4校时电路102.3数字钟仿真112.3.1数字钟电路原理图（见附录4）112.3.2系统整体仿真图（见附录6）112.3.3PCB板图（见附录2）113数字钟的扩展功能123.1定点报时123.212归1134数字钟的焊接及注意事项154.1焊接元件清单（见附录3）154.2实际焊接的印刷电路板元件分布图（见附录5）154.3焊

2、接注意事项155系统软、硬件调试175.1系统软件调试过程中遇到的问题以及排查经过175.2系统硬件调试过程中遇到的问题以及排查经过176总结及体会187参考文献19附录20附录1：20附录2：21附录3：22附录4：23附录5：24附录6：252828徐海学院11届电子技术综合设计报告第28页1数字钟的基本组成及工作原理1.1数字钟的构成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，因而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，通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。此外，加入了一定的扩展功能，实现

3、了定时报时。图1-1为数字钟的一般结构框图。图1-1数字钟组成框图1.2数字钟的工作原理一个具有计时、显示灯基本功能的数字钟主要由振荡器、计数器、译码器、显示器等四部分组成。多谐振荡器产生的信号输入到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，技术结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。数字钟原理图如图1-2所示。28徐海学院11届电子技术综合设计报告第28页图1-2数字钟原理图（1）秒脉冲信号发生器利用NE555多谐振荡器通过调整参数，完成了f=1Hz的秒脉冲信号的产生。（2）时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器，分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成。其

4、中秒个位和秒十位计数器，分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器。结合CC4518芯片实现计数清零的功能。（3）译码驱动及显示单元计数器实现了对时间的累计以8421BCD码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，一般这种译码器通常称为7段译码器显示驱动器。常用的7段译码显示驱动器有CC4511。（4）校时电源电路当重新接通电源或时钟出现误差时都需要对时间进行校正。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数电路，然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常

5、计时状态即可。（5）定点报时电路一般时钟都具备着定点报时的电路功能，即当时钟走到所设定的时间时，会自动报时。28徐海学院11届电子技术综合设计报告第28页2数字钟的设计与制作2.1系统方案选择与论证（1）脉冲电路选择与论证方案一：采用RC振荡电路，在通过整形电路产生所需的秒脉冲信号；方案二：使用计时IC芯片NE55，搭建多谐振荡器产生所需的秒脉冲信号。由于RC振荡电路不稳定，且不能精确产生所需秒脉冲，而NE55只需简单的电阻器、电容器就可以搭建出所需电路，而且它的计时精确度高，温度稳定度佳，且价格便宜，所以我们采用方案二。（2）计数器电路选择与论证方案一：采用74LS290十进制异步清零、异

6、步置位芯片；方案二：采用CC4518十进制异步清零芯片。由于CC4518是双集成BCD计数，使用它既节约成本又使线路简单，所以我采用CC4518设计计数电路。（3）译码显示电路选择与论证方案一：采用74LS48四线七段译码器/驱动器；方案二：采用CC4511四线七段锁存译码器/驱动器。由于CC4511是COMS芯片具有低功耗，电压范围宽等优点，所以采用方案二。2.2设计步骤与方法2.2.1NE555脉冲电路产生（1）555构成多谐振荡器（f=1HZ）28徐海学院11届电子技术综合设计报告第28页图2-1555芯片引脚图表2-1引出端功能符号说明（2）555构成多谐振荡器电路电路图多谐振荡器工

7、作原理：VCC通过R1、R2向C充电，在电容充电VC：0V-VCC/3之间，Vo输出1；VCC通过R1、R2继续向C充电，在电容充电VC：VCC/3-2VCC/3之间，Vo保持1不变；当VC=2VCC/3时，Vo由1翻转为0。T导通，电容C经R2、T放电；电容通过R2和三极管T继续放电，在电容放电VC：VCC2/3-VCC/3之间，Vo保持0不变；当Vc降至VCC/3时，使得Vo回到1，截止电容，C再充电；如