中小规模集成电路设计数字钟

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1、数字电子钟逻辑电路设计目录第1章简述设计任务及要求2第2章数字电子钟电路的设计方案3第3章数字电子钟电路的设计43.1晶振电路产生1HZ标准秒信号43.1.1电路设计43.1.2使用器件介绍43.2计数器电路的设计53.2.1秒分六十进制计数器53.2.2时为24(12)进制计数器53.3.3周为7进制63.2.4使用器件介绍63.3译码显示电路的设计73.3.1电路设计73.3.2使用器件介绍83.4校时电路的设计83.4.1电路设计93.4.2基木RS触发器的介绍93.5整点报时电路的设计103・5.1电路设计12

2、13.5.2使用器件介绍123.6鸣叫电路的设计13第4章整机电路的工作原理14第5章总结15参考文献16附录1数字钟整机电路图17第I页共17页第1章简述设计任务及要求近年来，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时•自动打铃、定时广播、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，具有非常现实的意义。本次设计的数字钟是一种用数字电路技术实现吋、分、秒计吋的装置，并且在电路中加入了校时电路和整

3、点报时电路，能够分别对时、分进行校正和整点报时，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，现在，数字钟的产生给人们生活带来极大的方便，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，得到广泛的应用，小到人们日常牛活中电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。近年来，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品儿乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产

4、力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。目前，数字钟功能越来越强，并有多种大规模集成电路可供选择，从本次设计要求的角度考虑，后而章节主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。本次数字电子钟设计任务及要求为：1.由晶振电路产生1HZ的标准秒信号2.秒，分为00~59六十进制计数器3.时为00〜23二十四进制计数器4.周显示1〜日为七进制计数器5.手动校正：能分别进行秒分时日的校正。只要将开关置于手动位置，可分别对输入调整或连续脉冲输入校正6.整点报时。电路要求在

5、每个整点前六秒鸣叫五次低音(500HZ)o整点时鸣叫一次高音(1000HZ)o第2章数字电子钟设计方案数字钟实质上是一个对标准频率（lllz）进行计数的计数电路，由于计数的起始吋间不可能与标准时间（北京时间）一•致，所以需要在电路上加一个校时电路。同时标准的1Hz信号必须准确，一般采用石英晶休振荡器电路构成数字钟。图2-1是一般数字钟的电路组成方框图。显示器显示器.显示器zz”z译码器*诂码器译码器显示器・译码器•7进制•24连制60进制周计数器分计数器60进制抄计数器°日校时校分校L4J单次或连续脉冲晶体振荡器

6、I图2-1数字电子钟框图由图2-1可见，数字钟由以下儿部分组成：石英晶体振荡器电路和分频器电路组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器及二十四进制（十二进制）时计数器电路；以及秒、分、时的译码显示电路等。第3章数字钟电路的设计3.1秒脉冲发生器3.1.1电路设计脉冲发生器是数字吋钟的核心部分，精度和稳定度决定了数字电子钟的质量，通常由石英晶体振荡器加分频器构成。常见的石英晶体振荡器由CMOS反相器构成,选用振荡频率为32768Hz的石英晶体。因为32768二牡，只要经过2紡分频就可以得到稳定度很高的秒信号。分

7、频器选用14位二进制串行计数器CD4060,再加一级触发器二分频，就能够对石英晶体振荡器输出的32768Hz信号进行护分频。图3-1所示是一种秒脉冲发生器的具体电路。10MJ4LS04~T秒脉冲PPICD4060Q14RST>C1ID374LS74A32768HZ3〜25PF十4TFF图3-1秒脉冲产生电路3.1.2使用器件介绍1.14位二进制串行计数器CD4060CD4060的引脚如图3-2所示。筒鬥甘理鬥鬥鬥協)CD40601UUsQisOnQmxuQsqTq7gnd图3-2CD4060引脚排列图2.触发器74L

8、S74在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为CT二D,其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故乂称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态，I）触发器的应用很广，可用作分频、移位寄存等。这里只介绍74LS74型号的集成块。图3-3为双D74LS74的引脚排列及逻辑符号。功能如表3