设计方案--电子钟.doc

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1、系统的硬件设计和方案对比选择此文段重点主要是从系统结构图来阐述了硬件的设计以及从方案上对比选择各个电路部分的元件，目的是使系统达到一个低成本、高质量、稳定可靠的设计。1.系统设计结构图根据系统设计的要求和设计思路，确定该系统的系统设计结构图。如下图所示。硬件电路主由显示器，计数器，译码器，分频器，校时电路和晶振电路构成的。2.系统设计方案对比选择根据设计要求，结合实际情况和设计成本要求，对系统主要部分的电路方案叙述如下。2.1信号发生器2.2.1由555定时器组成的多谐振荡电路为了制作方便，振荡电路可选用结构较为简单的555定时器构成的多谐振荡器，555定时器能够极方便的构成施密

2、特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以在施密特触发器的基础上改接成多谐振荡器。如下图。用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11（a）所示：图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。2.1.2石英晶体振荡器石英晶体振荡器是由石英晶体、微调电容与集成反相器等元件构成，结构比较复杂，原理图如下图。综上所述，结合本设计的实际问题我选择555定时器。

3、2.2计数器2.2.1CC4060计数器CC4060由一震荡器和14极二进制串行计数器位组成，震荡器的结构可以是RC或晶振电路。CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效，所有的计数器位均为主从触发器。在1CP（和CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数，在时钟脉冲线上使用施密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。2.2.274LS90计数器74LS90是二一五一十进制异步加法计数器，具有双时钟，并具有清零和置数等功能，其引脚排列如下图所示。2、3号引脚为清零端，两者同时为高电平时实现清零功能零方式为异步。6、7号引脚为置数端，两者同时为高电平时实现置数功能，输出端输出1001。8、

4、9、11、12号引脚为数据输出端。CP1、CP2为脉冲输入端，其中：从CP1进去，输出从QA输出时为二进制记数从CP2进去，输出从QD、QC、QB输出时为五进制记数从CP1进去，QA接CP2，输出从QD、QC、QB、QA输出时进制记数，综上所述，在本设计中，考虑到本人对计数器的运用熟练度，及实验器材的选择性，我选择CC4060计数器。2.3显示器2.3.1LED数码管用七段LED数码管来实现，采用共阳管和PNP驱动方式。PNP工作于开关状态，基极通过1K的电阻连到单片机的P2口。为节省P口，将六位数码管的8段段选端分别并接并加上470Ω的限流电阻，由P0口控制，给低电平的段会被点

5、亮。因为六位管的段被并接只能通过动态扫描的方式来显示，即利用管子的余晖和人眼的视觉残留实现六位管子在“同一时间”显示不同的值，而扫描这是靠位选的轮流有效实现。如下图。2.3.2LEDLED数码显示器由发光二极管（LED）构成“日”字型或“田”字型，发光二极管由磷砷化镓或碳化硅等材料制成，当给发光二极管的PN结两端施加正向电压时，电流加大，由于电子和空穴复合时释放出的热量而发光。　LED数码显示器内部结构有共阳极和共阴极两种。　如图a所示，共阴极结构的数码显示器阴极共地，当某个发光二极管阳极为高电平时，将其燃亮，这种结构适用于CD4511类译码器的电路。共阳极结构有一个公用的阳极，

6、如图b所示，使用时接正电源，当阴极接低电平时，使其发光，这种结构适用于7107一类的模／数（A／D）转换器电路。共阴极共阳极　一个LED数码显示器两端所加正向电压增加到2V时，则会出现正向电流并发光，极限电流为20mA左右。因此，无论是共阳极，还是共阴极结构，LED数码显示器都要加限流电阻2.3.3数码屏所谓LED数码屏即是用高段位LED数码管（亦称护栏灯、彩虹管）密排，通过专业技术处理形成的类似于LED显示屏的店面用数码管牌匾或广告牌，它是即发光字之后又一项更新的广告产品，可以独立使用也可与发光字配合应用，在展示效果上更具细腻性和视觉冲击力，可以展示各种形式的广告，有利于提升店

7、面档次和品牌形象。综上所述，根据实验要求及设计成果的美观性，我选择数码屏作为显示器。3.电路设计总图