黄功建 数字石英钟论文

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1、湖南理工学院课程设计湖南理工学院课程设计资料班级机电11-2BF学号14113500472姓名黄功建指导教师余晓峰材料目录序号名称数量1课程设计任务书12课程设计报告书13课程设计其它资料4567816湖南理工学院课程设计引言石英钟一种计时的器具。提起时钟大家都很熟悉，它是给我们指明时间的一种计时器具，我们每天都用得到它。在日常生活中，时钟准到1秒，就已经足够了。但在许多科学研究或工程技术的领域中对钟点的要求就要高得多。石英钟正是根据这种需要而产生的。它的主要部件是一个很稳定的石英振荡器。将石英

2、振荡器所产生的振荡频率取出来。使它带动时钟指示时间这就是石英钟。目前，最好的石英钟，每天的计时能准到十万分之一秒．也就是经过差不多270年才差1秒。高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好关键词：石英振荡器LED显示器数字式电

3、子钟16湖南理工学院课程设计目录引言2目录3前言41.1数字电子钟简介4系统原理概述52.1数字钟的构成原理52.2数字钟电路系统的组成框图52.3系统的工作原理：5各单元电路设计与分析63.1振荡器电路的设计63.2分频器电路设计63.3时间计数器电路的设计73.3.174LS90构成秒、分的六十进制计数器73.3.274LS90构成小时的二十四进制计数器 7译码驱动器及显示数码管94.1校时电路104.3功能扩展电路的设计114.4用门电路构成及电路仿真图11电路的调试134.54.1电路的

4、调试过程134.2出现的问题及解决方法：13设计心得14设计心得体会：14结束语15附录1元件清单15参考文献：1516湖南理工学院课程设计前言1.1数字电子钟简介数字电子钟的原理方框图如图1所示。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发现一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分

5、计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。译码、显示译码、显示译码、显示整点报时24进制计数器60进制计数

6、器60进制计数器校秒校分校时分频器晶体振荡器校时控制图1：数字电子时钟系统框图16湖南理工学院课程设计系统原理概述2.1数字钟的构成原理（1）数字钟的构成：振荡器、分频器、计数器、译码器、ＬＥＤ数码管显示器等几部分。（2）数字钟的时、分、秒实际上就是由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。设计数字钟实际上就是计数器的级联。（3）芯片选型：由于24进制、60进制计数器均由集成计数器级联构成，且都包含有基本的十进制计数器，从设计简便考虑，芯片选择同步十进制计数器

7、74LS90。2.2数字钟电路系统的组成框图数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中，主题电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。下图所示为数字钟的一般构成框图。2.3系统的工作原理：振荡器产生的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按照24进制计数。计数器的输出经译码器输出或经七段译码器/驱动器（CD4511）由LED数码管显示输出。校时电路实现时、分的校正或调整

8、、秒的清零。扩展电路整点仿电台报时、定时闹钟必须是在主题电路正常工作的情况下进行扩展。16湖南理工学院课程设计各单元电路设计与分析主体电路是由功能部件或单元电路组成的。在设计这些电路或选择部件时，尽量选用同类型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成电路或都采用CMOS集成电路。整个系统所用的器件种类应尽可能少。下面介绍各功能部件与单元电路的设计。3.1振荡器电路的设计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