数字钟的电路设计

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1、数字电路课程设计报告题目：数字钟的电路设计专业：电子信息工程班级：通信（1）班日期：2011年12月26日1、前言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12、设计任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13、电路工作原理。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13.1秒信号发生电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13.2计数器电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3

2、3.3译码、显示电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。43.4校时电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。43.5整点报时电路。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。54、元器件。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。65、安装与调试。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。76、参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。77、心得体会。。。。。。

3、。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7一、前言数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。钟表的数字花在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。二、设计任务1）时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。2）具有校准时、分的功能。3）整点自定报时，在整点时，便自动发出鸣叫声。三、电路工作原理  图3—8—1所示是数字钟的原理框图(原理图见附录一的附图1—1)。由图

4、可见，该数字钟由秒脉冲发生器，六十进制“秒”、“分”计时计数器和二十四进制“时”计时计数器，时、分、秒译码显示电路，校时电路和报时电路等五部分电路组成。3.1）秒信号发生电路秒信号发生电路产生频率为1Hz的时间基准信号。数字钟大多采用32768(215Hz石英晶体振荡器，经过15级二分频，获得1Hz的秒脉冲，如图3—8—2所示。该电路主要应用CD4060。CD4060是14级二进制计数器／分频器／振荡器。它与外接电阻、电容、石英晶体共同组成215=32768Hz振荡器，并进行14级二分频，再外加一级D触发器(74LS74)二分频，输出1Hz的时基秒信号。

5、CD4060的引脚排列如图3—8—3所示，表3—8—1为CD4060的功能表，图3—8—4所示为CD4060的内部逻辑框图。R4是反馈电阻，可使CD4060内非门电路工作在电压传输特性的过渡区，即线性放大区。R4的阻值可在几兆到十几兆之间选择，一般取22MΩ。C2是微调电容，可将振荡频率调整到精确值。3.2）计数器电路"秒”、“分”、“时”计数器电路均采用双BCD同步加法计数器CD4518，如图3—8—5所示。“秒”、“分”计数器是六十进制计数器，为了便于应用8421BCD码显示译码器工作，“秒”、“分”个位采用十进制计数器，十位采用六进制计数器，如图(

6、a)所示。“时”计数器是二十四进制计数器，如图(b)所示。CD4518的引脚排列和功能分别见图3—8—6和表3—8—2。3.3）译码、显示电路“时”、“分”、“秒’’的译码和显示电路完全相同，均使用七段显示译码器74LS248直接驱动LED数码管LC5011—11。图3—8—7所示为秒位译码、显示电路。74LS248和LC5011—11的引脚排列如图3—8—8所示。3.4）校时电路校时电路如图3—8—9所示。“秒’’校时采用等待校时法。正常工作时，将开关S1拨向VDD位置，不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时，将S1拨向接地位置，封闭与门G1，暂停秒

7、计时。标准时间一到，立即将S1拨回VDD位置，开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时，S2或S3接地，封闭与门G3或05，不影响或门G2或04传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时，将S2、s3拨向VDD位置，秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器，让“分”，“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准分、时一到，立即将S2、S3拨回接地位置，封锁秒脉冲信号，开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送。3.5）整点报时电路   整点报时电路如图3—8—10所示，包括控制和音响两部分。每当“分”和“秒”计数器计到59分51秒

8、，自动驱动音响电路发出五次持续1s的鸣叫，前四次音调低，最后一次音调高。最后一声