数字电路课程设计--数字时钟

《数字电路课程设计--数字时钟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《数字时钟》技术报告概要数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片

2、等。该电路具有计时和校时的功能。在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！一、系统结构。（1）功能。此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。（2）系统框图。译码器译码器译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路振荡器分频器系统方框图1（1）系统组成。1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由

3、接入的电阻与电容决定。2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相连接而得到秒、分、时的进分别进位。4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信号，转换为7段的二进制数。5.显示模块：由7段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511的信号。本次选用的是共阴型的CD4511。二、各部分电路原理。1.秒发生器：555电路内部（图2-1）

4、由运放和RS触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC，C1处当Uco=2/3Vcc>u11时运放输出为1，同理C2也一样。最终如图3接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。图2-1内部结构图图2-2555功能表2.校时模块：校时模块主要由74LS03中的4个与非门构成（图2-3），由其功能图看得出只要有一个输入端由H到L或者从L到H都会使输出端发生高低变化。因此通过开关的拨动产生高低信号从而对时、分处的计数器起到调数作用。图2-3校时模块图图3-374LS03功能图1.计数器：通过74LS90来计数，由14接

5、脚INPUT为秒脉冲信号输入端，从而使输出端到CD4511上产生10进制数，这里相互之间的74LS90的连接能相应的产生60进制和24进制数，由个位到十位是当各位控制的74LS90输出到8、9是Qd变为H，又从9到0是Qd变为低，从而使十位74LS90的14接口输入由H到L进一位（图2-5和图2-7）。关于24进制和60进制的控制是由74LS08控制的，如图2-5所示74LS08控制的是60进制数，当Qb、Qc输出高电平时，即此时数码管显示的60，74LS08的与门输出H，到74LS90的R0(1)、R

6、0（2）从而达到清零的作用，与此同时又到下一时钟处的74LS90的14接口处而达到进位作用。同理24进制就是把十位上的Qb和个位上的Qc与74LS08上的与非门相连而达到清零作用。图2-5图2-6ResetInputs复位输入输出R0(1)R0(2)R9(1)R9(2)QDQCQBQAHHLXLLLLHHXLLLLLXXHHHLLHXLXLCOUNTCOUNTCOUNTCOUNTLXLXLXXLXLLXCount输出QDQCQBQA0LLLL1LLLH2LLHL3LLHH4LHLL5LHLH6LHHL7

7、LHHH8HLLL9HLLH图2-71.显示模块：显示模块由CD4511和数码管组成。其功能表如图2-8和图2-9所示。图2-8图2-9二、装配与调试。整个装配过程分为四各阶段过程：1.秒脉冲信号模块：在焊接结束后接上正负极，看555上3接口处的发光二极管的是否能亮，来判断是否成功。2.秒显示模块：焊好秒显示模块时，接上555秒脉冲模块发现不能正常工作，数码管都显示00，后来又看电路图，原来74LS90上的2、3接口并没有接上，原电路图是接上74LS08后才能正常工作。后来由使74LS90上的2、3接地

8、，就能正常工作了。3.时、分显示模块：其实这一模块和秒显示模块接线都一样的，所以焊上后用同样用555秒脉冲模块一样调试都能正常工作。4.校时模块：这也是最后调试模块（总调试），这个过程前面调试都没有问题，接下来会有问题的话，就是时、分、秒模块的连接问题或者是校时电路的问题，也可能是74LS08的连接问题，当然还可能是芯片问题。这次调试要达到的效果就是总的效果，走秒、走分、走时以及可以调数。还好最后没出问题，总的效果没问题。二、技术总结。本电