报时电子钟数字电子课程设计

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1、目录一.设计总体思路、基本原理和框图21.框图22．设计总体思路3二.单元模块设计31.秒信号发生器32.单稳态触发器63.时、分、秒计数器设计8（1）60进制计数器9（2）24进制计数器104.校时电路105.整点报时电路11三.仿真及总电路图13四．硬件调试15五．心得体会16六．附录19七．参考文献2121一.设计总体思路、基本原理和框图显示显示显示1.框图译码译码译码24进制时计数器60进制分计数器60进制秒计数器整点报时校分校时秒振荡器电子钟原理框图2．设计总体思路该电路系统由秒振荡器时分秒计数器，译码器

2、，21显示器,校正电路,整点报时器等组成.１HZ的秒信号是整个系统的时基信号,它直接决定着计时的精准.将秒信号送入秒计时器,秒计数器利用74LS160和74LS00组成六十进制计数器,每六十秒发出一个分脉冲信号,该信号作为分计数器的时钟脉冲.分计数器也采用六十进制计数,每计六十分钟发出一个时脉冲信号,该信号用作时计数器的时动脉冲,时计数器采用二十四制计数器..显示译码电路将时、分、秒计数器的输出状态经四段显示译码器显示出来.整点报时电路是根据计时系统的输出状态整点前10秒内每两秒产生一脉冲信号,然后去驱动一个LED

3、发光二极管,让其闪动五次.校时电路是用来对时、分、秒显示数字进行校对调整的.二.单元模块设计1.秒信号发生器秒信号发生器是数字电子时钟的核心部分,它的精度和稳定度决定了数字钟的质量.本系统采用555定时器来实现1HZ的秒信号.555定时器功能表:输入输出复位R0TRTHQ三极管的状态21011111X﹤1/3VCC﹥1/3VCC﹥1/3VCC﹥1/3VCC﹥1/3VCCX﹤2/3VCC<2/3VCC>2/3VCC<2/3VCC<2/3VCC011001导通截止截止导通导通截止电路图如下：21产生秒信号的电路有多种，

4、该试验由555定时器组成多谐振荡器，输出为秒脉冲，如图2所示。工作原理：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R1和R2对电容C充电，其电压UC由0按指数规律上升。当UC≥2/3VCC时，电压比较器C1和C2的输出分别为UC1=0、UC2=1，基本RS触发器被置0，Q=0、=1,输出u0跃到低点平Uol。与此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C放电，uc下降到uc≤1/3Vcc时，则电压比较器C1和C2的输出为uc1=1、uc2=0，基本RS触发器被置1，Q=1，Q’=0，输出u0

5、由低点平Uol跃到高电平Uoh。同时，因=0，放电管V截止，电源Vcc又经过电阻R1和R2对电容C充电。电路又返回前一个暂稳态。因此，电容C上的电压uc将在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲。多谐震荡周T为：T=tw1+tw2。tw1为电容C上的电压由1/3Vcc充到2/3Vcc所需的时间，充电回路的时间常数为R2C。tw2可用下式估算tw1=（R1+R2）Cln2≈0.7（R1+R2）Ctw2为电容C上的电压由2/3Vcc下降到1/3Vcc所需的时间，放电回路的时间常

6、数为R2C。tw2可用下式估算tw2=R2Cln≈0.7R2C所以，多谐振荡器的振荡频率周期T为T=tw1+tw2≈0.7（R1+2R2）C振荡频率为f=1/T=1/[0.7（R1+2R2）C]212.单稳态触发器单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间，其长短

7、取决于电路的参数值。　　由555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图1所示。图中R，C为外接定时元件，输人的触发信号ui接在低电平触发端（2脚）。　　稳态时，输出uo为低电平，即无触发器信号（ui为高电平）时，电路处于稳定状态——输出低电平。在ui负脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间常数T＝RC，uc按指数规律上升。当电容两端电压uc上升到（2/3）Vcc后，6端为高电平

8、，输出uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束，即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时，又重复上述过程。21可见，输人一个负脉冲，就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出，其脉冲宽度tw取决于电容器由0充电到（2/3）Vcc，所需要的时间。可得21　　　　这种电路产生的脉冲宽度莎w与定时元件R，C大小有关，通常R的取值为几