多功能数字钟设计报告+程序+原理图1.docx

实验设计报告项目名称： 多功能数字钟电路设计 作者姓名：指导教师：年级专业：所在学院：提交日期摘要20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于机械震荡器，可能会导致误差。数字钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。数字钟以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。数字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。因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。目录第一章：设计要求………………………………………1第二章：方案论证………………………………………2第三章：单元电路设计与计算…………………………13第四章：软件设计………………………………………20第五章：系统测试………………………………………36第六章：结论……………………………………………38参考文献…………………………………………………39附录………………………………………………………40第一章：设计要求1.1基本要求1.1.1 时钟功能设计一个具有时、分、秒计时的数字钟电路，计时采用24小时制。数字钟用6位LED数码管显示时、分、秒的计时值。那么显然分、秒对应的两块LED数码管应分别设计为十进制和六进制以组成实际生活中的六十进制要求。而时对应的两块LED数码管则应当合在一起满足二十四进制的要求。1.1.2 准确性要求设计出的时钟电路要确保高精度的要求，每天的误差不得超过±1秒。1.2 扩展要求1.2.1 快速校时设计出的电子钟应当具有快速校准时间的功能。要求能够快速的对时和分进行校准。1.2.2 整点报时每当电子钟走到整点时刻时候，能够发出特定的声音讯号来进行整点报时。1.2.3 闹铃功能要求能设定起闹时刻，响闹时间为1min,超过1min自动停止；具有人工止闹功能，止闹后不再重新操作，将不再发生起闹。1.3 自创功能1.3.1 倒计时要求电路能够切换为倒计时状态，倒计时的时间可以自行控制，并且能够随时开启计时或者暂停计时。当倒计时为全零时保持不变。此功能不应该对正常的闹钟走时产生影响。1.3.2 二十四小时计时制与十二小时计时制转换要求设计电路，能够快速的在二十四小时制和十二小时计时制之间转变，并且在十二小时制状态，设计一定的区分功能，以便于区别是上午还是下午。第二章：方案论证2.1 数字钟的基本组成数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路，其基本组成电路图如下所示：图中，秒脉冲发生器产生秒脉冲，作为图中各个计数器的脉冲信号。分、秒计数器要求设计为六十进制计数器；时计数器则设计为二十四进制计数器。时、分、秒的计时结果分别送入译码器中，经译码器翻译后，共由六个LED数码管显示出结果。因此，使用计数器作为计时电路是可以实现的。本次试验采用的是74LS163计数器。2.2 计数器不论想用计数器连接成多少进制的形式，都有两种方案可以进行选择，那就是同步连接方式和异步连接方式。2.2.1 同步连接方式同步连接方式就是把所有的计数器的CP端都接上统一的秒脉冲信号，通过控制使能端等方法来实现控制进制的方法。由于计数器都带有使能端，只有使能时后，收到脉冲信号才能进行计时，而非使能的时刻，即使有脉冲信号，也不能计时。因此，通过低位信号来控制高位信号使能端的电位高低，来决定高位信号是否计时，就能够达到扩展技术范围，达到预定进制要求的目的。下图分别为同步六十进制和二十四进制计数器的连接图：2.2.2 异步连接方式而异步连接方式则是将不同的计数器CP端接上不同的脉冲信号，通常只有最地位的CP端才会直接加上秒脉冲信号，而高位CP端接低位的进位信号作为脉冲信号。此时不