数字钟课程设计 郭杰.doc

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1、数字钟课程设计班级：电094姓名：学号：指导教师：目      录　一、课程设计题目……………………………………2二、课程设计的设计任务和基本要求………………2三、课程设计题目分析……………………………2四、课程设计的电路设计部分……………………3五、使用元器件说明………………………………11电子技术课程设计一、课程设计题目:数字钟二、课程设计任务和基本要求:☆设计任务设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。☆基本要求●能直接显示时、分、秒的数字钟，要求时针进制为十二进制。●当电路发生走时误差时，要

2、求电路具有校时功能。●要求电路具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响正好为整点。三、课程设计题目分析:☆设计要点●设计一个精确的秒脉冲信号产生电路●设计60进制、12进制计数器●设计译码显示电路●设计分频器●设计校准电路●设计整点报时电路☆工作原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。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555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进

3、制计数器，每累计60秒发出一个“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，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12进制计数器。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。课程设计的电路设计部分●译码显示电路译码电路的功能是将秒

4、、分、时计数器的输出代码进行翻译，变成相应的数字。用与驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段译码器/驱动器，输出高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译吗管的输入端，便可以进行不同数字的显示。需要数码管串联电阻R作为限流电阻。●振荡器:通常用555定时器与RC构成的多谐振荡器，经过调整输出1000Hz脉冲。数据计算设计要求振荡源输出1kHz的方波，并且占空比为50%。则计算过程如下：由占空比50%，可

5、知R1=R2。T=T1+T2=(R1+R2)Cln2取C=100nF,R1=R2=T/Cln2=0.001/2*0.69C=7.2kΩ电路图中取值为7.15kΩ.●分频器:分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号，选用三片74LS90进行级联，因为每片为1/10分频器，三片级联好获得1Hz标准秒脉冲。其电路图如下：分频器☆秒、分、时计时器电路设计秒、分计数器为60进制计数器，小时计数器为12进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器74LS160

6、构成。●60进制计数器由74LS160构成的60进制计数器，将一片74LS160设计成10进制加法计数器，另一片设置6进制加法计数器。两片74LS160按反馈清零法串接而成。秒计数器的十位和个位，输出脉冲除用作自身清零外，同时还作为分计数器的输入脉冲CLR(1)。下图电路即可作为秒计数器，也可作为分计数器。60进制计数器●12进制计数器由74LS160构成的十二进制计数器，将一片74LS160设计成2进制加法计数器，另一片设置1进制加法计数器。即个位计数状态为QdQcQbQa=0010十位计数状

7、态为QdQcQbQa=0001时，要求计数器归零。通过把个位Qc、十位Qb相与后的信号送到个位、十位计数器的清零端，使计数器清零，从而构成12进制计数器。电路图如下:12进制计数器●校时电路方法一校时电路是数字钟不可缺少的部分，每当数字钟与实际时间不符时，需要根据标准时间进行校时。K1、K2分别是时校正、分校正开关。不校正时，K1、K2开关是闭和的。当校正时位时，需要把K1开关打开，然后用手拨动K3开关，来回拨动一次，就能使时位增加1，根据需要去拨动开关的次数，校正完毕后把K1开关闭上。校正分位

8、时和校正时位的方法一样。其电路图如下:校正电路方法二电路图如下：●整点报时电路仿广播电台整点报时电路设计,每当数字钟计时快到整点时发出响声,四低一高并且以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。整点报时电路五、元器件使用说明:⑴集成异步十进制计数器74LS90原理说明：集成异步十进制计数器74LS90它是二-五-十进制计数器。74LS90具有异步清零和异步置九功能。当R0全是高电平，R9至少有一个为低电平时，实现异步清零。当R0至少有一个低电平，R9全是高电平时，实现异步置九。当R0、R9为低电平时，