《数字钟课程设计》word版

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1、目录一设计题目···········································2二设计要求···········································2三方案选择····································2四晶体振荡电路······································421五分频器电路······································8六计时电路····································8七整点报时电路················

2、·······················10八校时电路····································12九器件介绍········································13十安装与调试···································17十一总结与总体电路······································18参考文献21···········································20一设计题目（一）数字钟的设计二设计任务及要求（一）显示时、分、秒（二）采用24小时制

3、或12小时制（三）具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止小时向分进位。校时时钟源可以手动输入或借助电路中的时钟。（四）具有整点报时功能，整点前十秒开始，蜂鸣器一秒响一秒停的响五次。（五）为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。三结构设计与方案选择（一）设计分析分析设计任务，数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”21也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信

4、号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h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，通过显示器显示出来。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。(二)设计方案的提出本方案利用利用555定时器产生周期为一秒的脉冲信号，提供给74LS90计数器进行正确的秒计时，再通过74LS90连接译码器译码驱动七段数码管显示输出，总体思路如下图：时显示器分显示器秒显示器时译码器分译码器秒译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路分频器振荡器21图2-1数字钟的总体参考方案四晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的

5、走时准确及稳定。图2所示电路通过ＣＭＯＳ非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个电路中，ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电  阻Ｒ１为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容Ｃ１、Ｃ２与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，同时提供了一个１８０度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确。晶体XTAL的频率选为32768HZ。该元件专为数字钟电路而设计，其

6、频率较低，有利于减少分频器级数。21从有关手册中，可查得C1、C2 分别为20pF，和200PF当要求频率准确度和稳定度更高时，还可接入校正电容并采取温度补偿措施。由于CMOS电路的输入阻抗极高，因此反馈电阻R1可选为20MΩ。较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。  图2晶体振荡器电路图五分频器电路分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768()次每分得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数.分频器实际上也就是计数器.21通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到１Ｈz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。实现分频器的电路是计数器电路，一般采用多级２进制计数器来实现。例

7、如，将32767Ｈz的振荡信号分频为１ＨZ的分频倍数为32767（２１５），即实现该分频功能的计数器相当于１５极２进制计数器。本实验中采用CD4060来构成分频电路。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。ＣＤ4060计数为最高为１４级２进制计数器，可以将32767ＨZ的信号分频为２ＨZ，而经过74LS90可以将它分为1HZ的信号。