多功能数字钟设计与制作.docx

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1、[键入文字]天津大学网络教育学院专科毕业论文题目：多功能数字钟设计与制作完成期限：2017年7月6日至2017年11月5日学习中心：院本二部专业名称：电气自动化技术学生姓名：戴圣椿学生学号：指导教师：[键入文字]多功能数字钟设计与制作一；研究背景近年来,随着科学技术的日益发展和进步, 微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。数字钟被广泛用于个人家庭及公共场所,成为人们日常生活中的必需品。诸如定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、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，

2、研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意。 数字电子钟，从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。数字电子钟有以下几部分组成：振荡器，分频器，60进制的秒、分计时器和12进制计时计数器，秒、分、时的译码显示部分及校正电路等。二；研究内容本文介绍了基于石英晶体振荡器，分频器，计数器，译码器，LED显示器和校时电路的数字钟设计，在内容上详细的介绍了元器件的工作内容以及运用原理。同时讲述数字钟的电路板焊接制作工艺中遇到的问题和处理方法。 数字钟是一种由石英晶体振荡器，分频器，计数器，译码器，LED显示器和校时电路来

3、实现时、分、秒计时的装置，比机械式时钟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。 这次实验是设计一个多功能数字钟，用来实现24时、60分、60秒的计数功能。本系统采用了 CMOS系列双直插式中小规模集成芯片。总体设计有主体电路和扩展电路两大部分组成。三；数字钟的设计 数字电子钟一般由振荡器、译码器、显示器等几部分电路组成，这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路。振荡器产生的1Hz的方波，作为秒信号。秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的计数、显

4、示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的计数、显示电路与“秒”的相同；“时”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果由七段数码管显示器显示。[键入文字]用4个与非门构成调时电路，通过改变方波的频率，进行调时。最后用与非门和发光二极管构成整点显示部分。总体设计图图3.1总体设计图数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的电路。因为计数的起始时间与标准时间的不一致，所以要在电路上加一个校时电路，同时又要求标准的1HZ时间信号做到准确稳定。通常我们使用石英晶体振荡电路构成数字钟。这

5、样的数字钟会比较稳定，也更加精确。图3.2脉冲产生电路振荡器可由晶振组成[键入文字](如图15)，也可以由555定时器组成。图16是由555定时器构成的1HZ的自激振荡器，其原理是：第一暂态2、6端电位为Vcc3，则输出为高电平，三极管不导通，电容C充电，此时2、6端电位上升。当上升至大于Vcc32时，输出为低电平，三极管导通，电容C放电，此时2、6端电位下降，下降至Vcc31时，输出高电平，以此循环。根据公式得，此时频率为0.991。来自脉冲产生电路的信号先后经过一个十进制计数器和六进制计数器，分别得到“秒”个位、十位后，用六进制

6、计数器得信号再经过一个十进制计数器和六进制计数器得到“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。用第二个六进制计数器得信号得到“时”个位、十位。十进制和六进制计时器原理图。1Hz的方波信号作为脉冲信号进入74LS161 可预置四位二进制计数器(异步清除)的1引脚，当输出为1010即11，13引脚都为高电平时，由于清零端低电平有效，所以两信号经过与非门取反，作为六进制计时器的脉冲信号和进入十进制计时器清零端，分别使六进制计时器计数和使十进制计时器清零。同理，当六进制输出为0110即11，12引脚都为高电平时，经过与非门取反，作为下一级

7、时器的脉冲信号和进入六进制计时器清零端，分别使下一级计时器计数和使六进制计时器清零。各计数器输出接4511七段译码器的输入端。图3.3 二十四进制计数器原理图二十四进制计时器原理图。上一级信号作为脉冲信号进入个位74联赛161 可预置四位二进制计数器(异步清除)的1引脚。当个位计时器输出为1010，或十位计时器输出0010，同时个位计时器输出为0100时，个位计时器清零。可列出以下逻辑表达式：12*1313*11BABB+，化简为12*13*13*11BABB，经过四个与非门进入个位的清零端。同理十位计时器输出0010，同时个位计时

8、器输出为0100，即U19的12引脚，U23的13引脚都为高电平时，由于清零端低电平有效，所以两信号经过与非门取反，进入十位计时器清零端清零。各计数器输出接4511七段译码的输入端。D1起隔离的作用，否则有信号对U23有干扰。 3．显