时制数字电子钟设计.doc

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1、实验八综合设计实验——设计24时制数字电子钟一、实验方案数字钟是一个将“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，另外应有闹钟功能和报时功能.。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成.干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、整点报时电路、闹钟电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现.将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计

2、60秒发现胡一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲.“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”.“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计.译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过LED七段显示器显示出来.整点报时电路及闹钟电路是根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时.（由于EWB元件中没有扬声器，故电路中一红色小灯泡代替）。二、系统框图显示器编码器秒计数器显示器编码器分计数器时计数器编码器显示器信号源振荡电

3、路三、数字时钟的原理图：1、信号源及分频器信号源及分频器是数字电子中的核心，其作用是信号源产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲。由于实验室的信号源可提供10Hz的信号，故要分频成1hz。74290的引脚图74290的功能表分频电路的仿真图为：2、振荡器(如果要做成一个独立的电子时钟，则要一个能自动产生信号的电路，即振荡电路)振荡器是数字电子中的核心，其作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲。我们有三种选择，即石英晶体振荡器、集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器和由集成电路定时器555和RC组成的多谐振荡器。如追求精密度

4、，则选择石英晶体振荡器比较好，比较精确。但我们设计的数字时钟一般用于日常生活，精度要求不是特别的苛刻，故选用市场上比较普遍的由集成电路定时器555和RC组成的多谐振荡器即可。555定时器555定时器构成的多谐振荡器电路及波形振荡频率的计算经计算，可采用两个450KΩ的电阻和两个2.2uF的电容组合其仿真电路图如下3、计数器秒信号产生后，可以选设“秒”、“分”、“时”的计数器。秒和分的计数器是60进制的，故选用两片十进制的7490通过反馈归零法组成一个60进制的计数器。同理，将两片7490也可组成24进制的计数器。复位输入输出R1 R2 S1  S2QDQCQBQA

5、H H  L  ×H H  ×  L××  H  HX L  ×  LL ×  L  ×L ×  ×  L× L  L  ×L L L LL L L LH L L H计     数计     数计     数计     数74LS90的引脚图及功能表：分和秒采用两片7490组成的60进制计数器，原理图如图2；时计数器采用两个片7490组成的24进制计数器，原理图如图3；时分秒三个计数器之间的连接图如图4；图2分、秒位60进制图3时位24进制4、译码器及显示器用软件EWB仿真实验，故直接选用4位输入LED七段显示直接显示出时间。5、校时电路当刚接通电源或计时出现出现

6、误差时，需要对时间进行矫正。如图，由RS触发器及与非门等结构组成。N、M开关分别为时校正和分校正。不校正时两开关是闭合的。校正时，先打开H或M开关，然后拨动K开关，来回拨动一次就会使时、分位增加1，校正完毕后，把H、M开关合上，即可完成校正。两开关闭合时，整个校时电路不影响计数器的计时。其仿真图为6、拓展电路整点报时和闹钟功能。1）、整点报时，即当时钟计时到**时59分50秒开始报时，到59分59秒报时完停止。报时装置不影响时分秒的计数电路。（由于仿真软件里没有扬声器，故用小灯泡代替。）报时原理为：当分的个位为9，即计数输出为1001，十位为5，即计数输出为010

7、1，秒的十位为5，即计数输出为0101时，小灯泡亮起来。即与门的输入端连接分个位的Q3与Q0、分十位的Q2与Q0、秒十位的Q2与Q0，输出端接小灯泡。当六位输入端同时为“1”时，小灯泡亮起来，及开始报时，此时秒的个位从0开始计数，直到秒的个位计数到9，之后报时停止。2）闹钟功能，我设计的闹钟为八点整闹铃，当然，还可以设置其他的闹铃时间。闹铃时间为一分钟，即08:00开始闹铃，到08:01闹铃停止。（由于仿真软件里没有扬声器，故用小灯泡代替。）闹钟电路由与非门构成，当时位的十位为0000，各位为1000，分位的十位为0000，个位为0000时，时钟显示为08:00：

8、**。故，