数字电子钟设计方案.doc

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1、1.1数字计时器的设计思想要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——由555定时器连接成的多谐触发器，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。值得注意的是：任何记时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。1.2数字电子钟组成框图数字钟的组成框图如图1.1所示分别由显示电路，译码电路，计数器，校时电路，和脉冲产生的分频器及振荡器。图1.1数字

2、钟的一般构成框图1.3单元电路设计及元器件参数选择1.3.1秒信号电路它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字中的质量.是由555定时器接成多谐触发器，选择合适的电阻与电容来获得1Hz的秒脉冲。多谐振荡器电路如图1.2所示。多谐振荡器提供计数脉冲和为计数器提供校时脉冲。图1.2多谐振荡器电路T=(R1+2R2)Cln2多谐振荡器的频率设计为1Hz，R为47KΩ,C为10μF。f=1/0.7(R1+2R2)C=1/0.7(47+2*47+RW)0.01≈1Hz调节电位器Rw，使多谐振荡器产生频率为1Hz的方波信号。555定时器的引脚图如图1.3所示。图1.3555定时器

3、引脚图1.3.2时、分、秒计数器秒信号经秒计数器、分计数器、时计数器之后。分别得到显示电路，以便实现用数字显示时、分、秒的要求。“秒”和“分”计数器应为六十进制，而“时”计数器应为二十四进制,这里用74LS90来完成计数功能。a.六十进制计数器，它由两块中规模集成十进制计数器74LS90块组成十进制，另一块组成六进制。组合起来就构成六十进制计数器，如图1.5所示六十进制计数器。图1.5两块74LS160构成的六十进制计数器b.二十四进制计数器。它由两块中规模集成十进制计数器74LS90。当高位出现0010状态，低位为0100状态，即计到第24个来自“分”计数器的进位信号时，产生反

4、馈清零信号，如图1.6所示为二十四进制计数器。图1.6两块74LS160构成的二十四进制计数器1.3.3译码显示电路选用器件时应当注意译码器和显示器件相互配合。一是驱动功率要足够大，二是逻辑电平要匹配秒计数器、分计数器、和时计数器的计数分别输送给各自的显示译码器,再数送给各自的数码管，显示出时、分、秒的计时。电路如图1.7所示为计数、译码显示电路。1.7计数、译码显示电路1.3.4校时电路在刚接通电源或者时钟走时出现误差时，则需要进行时间的校准。置开关在手动位置，分别对时、分、秒进行单独计数，计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入。校时电路如图1.12所示为校时电路。由与非门和二个开关

5、组成，实现对“时”、“分”的校准。1.12校时电路当校时开关S1接通时，对小时进行校准，当开关S2接通时，对分钟进行校准。1.3.5总体电路数字钟以成为人们常生活中数字电子钟一般由振荡器，译码器，显示器等部分组成。数字钟的应用非常广泛，应用于人家庭以及车站。码头。剧场，办公室等公共场所，给人们的生活，学习，工作，娱乐带来极大的方便，由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确，性能稳定，携带方便等特点，它还用于计时，自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上以有现成数字钟集成电路芯片，价格便宜这些都是数字电路中最基本的，应用最广的电路。数字电子钟的基本

6、逻辑功能框图如下：它是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。他的计时装置的周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能。因此，一个基本数字钟主要由四部分组成。1555定时器原理：由555接成多谐触发器，选择合适的电阻与电容，使输出的信号为1HZ，构成标准秒脉冲。2计数器原理：有了时间标准：“秒”信号后，就可以根据60秒为1分，60分为1小时，24小时为一天的计数周期，分别组成两个60进制，一个24进制的计数器。将这些计数器适当连接，就可以够成秒，分时的计数器，实现计时功能。74LS90是一个同步加法计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进

7、制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该计数器是单路系列脉冲输入4路BCD码信号输出。分别由74LS90和24进制实现秒，分，时的正常计数。3译码和数码显示电路原理：译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来，被人们的视觉器官所接受。显示器件选用LED七段数码管。在译码及数码显示电路输出信号的驱动下，显示出清晰直观的数字符号。数字显示译码器是驱动显示器的核心部件，它可以将输入代码转换成相应的数字显示代码，并在数码管上显示出来。下图所示为七段显示译码器744