多功能数字钟的电路设计与仿真__本科毕业设计论文.doc

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1、多功能数字钟的设计与仿真长沙学院电子技术课程设计说明书题目多功能数字钟的电路设计系(部)电子信息与电气工程系专业(班级)电子信息工程（2）班姓名粟青松学号2013044232指导教师张海涛.陈希.龙英.刘亮.起止日期2015.6.15-2015.6.19多功能数字钟的设计与仿真电子技术课程设计任务书(28)系（部）：电子信息与电气工程系专业：电子信息工程指导教师：张海涛课题名称多功能数字钟的电路设计设计内容及要求数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的使用，使得数字钟的精度、稳定度远远

2、超过了机械钟表。钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。1.掌握数字钟的设计、组装与调试方法。2.熟悉集成电路的使用方法，能够运用所学知识设计一定规模的电路。基本任务：1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。2.具有快速校准时、分、秒的功能。3.计时准确度，每天计时误差不超过1s。扩展任务：1.闹钟功能，可按设定的时间闹时。2.日历显示功能。将时间的显示扩展为“年”、“月”、“日”。3.整点自

3、动报时，在离整点10s时，便自动发出鸣叫声，步长1s，每隔1s鸣叫一次，前四响是低音，最后一响为高音，最后一响结束为整点。设计工作量1、系统整体设计；2、系统设计及仿真；3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天进行具体设计第四天进行具体设计第五天编写设计说明书指导老师意见年月日教研室意见年月日多功能数字钟的设计与仿真长沙学院课程设计

4、鉴定表姓名粟青松学号2013044323专业电子信息工程班级2设计题目多功能数字钟的电路设计指导教师张海涛指导教师意见：评定成绩：教师签名：日期：答辩小组意见：评定成绩：　　　　　答辩小组长签名：　　　　　日期：　　　　教研室意见：最终评定等级：　　　　　教研室主任签名：　　　　　日期：　　　　说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。多功能数字钟的设计与仿真目录1设计方案11.1设计方案原理构思11.1.1设计主要原理11.1.2设计电路原理框图11.2各模块电路分析21.2.11Hz标准脉冲发生器21.2.2译码显

5、示电路31.2.3计数器电路51.2.4校时电路61.2.5闹钟电路71.2.6整点报时电路81.3多功能数字钟总体设计电路图92仿真调试112.1总体仿真图112.2各个功能仿真调试112.2.1校时电路仿真调试112.2.2闹钟电路仿真调试122.2.3整点报时电路仿真调试133结果分析与总结153.1分析总结153.2遇到问题及解决方法15参考文献16多功能数字钟的设计与仿真1设计方案1.1设计方案原理构思1.1.1设计主要原理该设计主要由以下几部分组成:震荡器、分频器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED七段显示

6、数码管、时间校准电路、整点报时电路还有闹钟电路。数字钟数字显示部分，采用译码与二极管串联电路，将译码器、七段数码管连接起来，组成十进制数码显示电路，即时钟显示。要完成显示需要6个数码管，七段的数码管需要译码器才能正常显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和24进制计数器，在在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。60进制可能由10进制和6进制的计数器串联而成，频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由555定时来产生脉冲并分频为1Hz。计数器的输出分别经译码器送倒显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分

7、。整点报时电路利用逻辑门，使当各译码器输出满足整点时，蜂鸣器导通。闹钟电路通过比较器比较当前时间与设计的闹钟时间，相等时同样蜂鸣器导通。1.1.2设计电路原理框图电路原理框图如图1-1所示：译码显示电路时计数器分计数器秒计数器校时电路报时电路振荡器分频器1多功能数字钟的设计与仿真图1-1数字钟电路原理框图1.2各模块电路分析1.2.11Hz标准脉冲发生器振荡器可由晶振组成，也可以由555与RC组成的多谐振荡器。由555定时器得到1kHz的脉冲，功能主要是产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需要的信号。多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时

8、无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自激振荡）。用555集成电路实现多谐振荡，需要外接电阻R1、R