2019集成数字式闹钟设计报

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1、集成数字式闹钟设计报　　告　　一、设计目的　　1.进一步熟悉和掌握数字电路的设计方法和步骤2.进一步将理论和实践相结合3.熟悉和掌握仿真软件的应用　　二、设计任务和要求　　时钟功能：具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。　　具有快速校准时、分、秒的功能。　　能设定起闹时间，响闹时间为一分钟，超过一分钟自动停;具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再起闹。计时准确度：每天计时误差不超过10秒。　　供电方式：220v，50hz交流供电，当交流中断时，自动接上内部备用电源供电，不影响计时功能。　　三

2、、设计要求　　1．完成全电路的理论设计2.参数的计算和有关器件的选择3.对电路仿真　　4.撰写设计报告一份：A3图纸至少一张，报告要求写明以下要求：总体方案的选择各个单元的选择和设计仿真过程的实现　　1　　目录　　第一章：设计方案的选择(3)　　1.数字闹钟的设计思想(3)2.数字闹钟组成框图及工作过程(3)　　第二章：电路的计算与分析(6)　　1.直流稳压电源的设计(6)2.秒脉冲发生器的设计(7)3.时、分、秒计数器的设计(10)4.校时电路的设计(16)5.闹时电路的设计(17)6.数码显示电路的设计(

3、20)　　第三章：仿真过程及结果分析(21)　　1.仿真软件的简介(21)2.仿真分析(21)　　第四章：总结与心得(26)第五章：附录(28)　　1.元器件明细表(28)2.总电路原理图(30)　　第六章：　　第二章：电路的设计计算与分析　　整流电路的设计　　在电力电子中，整流电路主要变压器、桥式整流电路、滤波电路、稳压电路组成，根据整流电路的主要组成，我选用初、次级线圈之比为1:的变压器TRAN-2P2S,桥式整流集成电路BR1,电容C1、C2构成滤波电路以及集成稳压芯片7805组成，电路图如图2-1：　

4、　图2-1整流稳压电路　　6　　秒脉冲发生器的设计　　秒脉冲发生器振荡器和分频器构成。　　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的计时的准确程度。振荡器的选择方案　　方案一：采用555定时器与电阻和电容构成多谐振荡器方案二：采用石英晶体振荡器　　于555定时器构成的多谐振荡器频率不稳定，因此本设计选用方案二：石英晶体振荡器。分频器的设计分频器的功能主要有两个：　　一是产生标准秒脉冲信号　　二是提供功能扩展电路所需要的信号　　能构成分频器的芯片有很多如3片中规模集成电路计数器74LS90

5、,74LS161以及14位二进制计数器，如CD4020、CD4060、MC14020、MC14060、74HC4020、74HC4060。本设计选用CD4060芯片及D触发器构成15分频电路，其中D触发器用来进行二分频，秒脉冲电路如图2-2：　　图2-2CD4060秒脉冲发生器　　7　　CD4060芯片功能简介：　　CD4060一振荡器和14级二进制串行计数器组成，所有计数器均为主从触发器。　　CD4060管教图：　　图2-3CD4060管脚图　　CD4060各管脚功能：　　管脚号功能112分频输出8Vss接

6、地1510分频输出213分频输出9信号正向输出16Vdd电源345　　67管脚号功能14分6分5分7分4分频输频输频输频输频输出出出出出1011121314信号信号复位9分反向输入信号频输输出输入出8分频输出管脚号功能　　　　8　　D触发器管脚图：　　图2-4D触发器管教图　　D触发器真值表:　　输入端D0011　　　　9　　Qn0101Qn+10011说明Qn+1=0Qn+1=1D触发器管脚功能图：　　　　管脚号12345　　时、分、秒计数器的设计　　秒信号经过秒计数器、分计数器、时计数器之后，分别传　　到

7、显示电路，以便实现数字显示时、分、秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，“时”计时器应为二十四或十二进制，本设计选择二十四进制。要实现这一要求，计数电路一般采用10进制计数器如74LS190、74HC290、74HC390,74LS160等来实现计数单元的计数功能。本次设计选择74LS160计数器。　　对应端RDCLKSQ功能说明置0端输入端脉冲输入端置1端输出端　　　　10　　计数器74LS160管脚图：　　图2-574LS160管教图　　74160计数器各管脚功能：　　管脚3、4、5、6分别对应D0

8、、D1、D2、D3为输入端，14、13、12、11分别对应Q0、Q1、Q2、Q3为输出端，9对应LOAD端，为同步置数端，2对应CLK端，为信号输入端,1对应MR端，为异步清零端，7、10管脚对应ENP、ENT为控制端,当7、10管脚接高电平芯片进入工作状态，接低电平不工作。　　a．六十进制计数器　　六十进制计数器有两片中规模十进制计数器74LS160构成，利用异步清零端MR将一片十进制计数器74L