电子时钟设计报告书.docx

一渋-T 1 2专+農 1 3苗牛市半 1 4苗芋*部 一 5肄咐零沔耕苗牛瀚陶 2 5?一站早玮寫 2 5?2除刊尊S苏芝 2 5?3雑*零容H京瀚焜 4 6讷爵 8 7?看 一。 8?部峠封售 二 PAGE PAGE # / 16 一、 前言 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，以其显 示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、 码头、办公室等公共场而?给人们的生活、学习、工作、娱乐帯来了极大的 方便，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和 石英晶体与555振荡器的广泛应用，使得数字钟的措度远远超过老式钟表， 钟表的数字化给人们生产生活带来了极人的方便，而且大扩展了钟表原先的 报时功能。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、通断动力设备、以及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?研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 二、 设计目的 掌握数字钟的设计方法。 2熟，悉集成电路的使用方法。 3通过实训学会数字系统的设计方法； 4通过实训学习元器件的选择及集成电路手册査询方法： 5通过实训掌握电子电路调试及故障排除方法； 6熟悉数字实验箱的使用方法。 三、 设计任务及指标 设计制作一个数字电子钟。 时间计数电路采用24遂制，从00开始到23后再回到00 ； 各用2位数码管显示时、分、秒； 具有手动校时、校分功能，可以分别对时、分进行单独校正； 计时过程具有报时功能-当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器响1 秒停1秒地响5次； 四、 设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定 时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示 器、电路组成。 首先构成一个由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成 的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS161采用清零法分别组成六十进制 的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。使 用由32768Hz的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期 为一秒的标准秒脉冲，把秒计数器地进位輸出作为分计数器的CP脉冲，分计数 器的进位输出作为时计数器的CP脉冲，时计数器的进位输出作为周计数器的CP 脉冲。使用74LS48为驱动器，BS201A数码管作为显示器。 五、 数字钟电路设计原理 PAGE PAGE # / 16 5.2. I 5.2. I石英晶体振荡器 PAGE # / 16 5.1设计步骤 1、 设计一个精准的秒脉冲产生电路； 2、 设计60进制、24进制计数器； 3、 设计译码显示电路； 4、 设计校时电路； 5、 设计整点报时电路。 5. 2数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计 数的起始时间不可能与标准时间(如时间)一致，故需要在电路上加一个校时电 路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路 构成数字钟。下图为数字钟的构成框图。 石英晶体本身并非振荡器，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方 可产生振荡。晶体的频率(基频或n次谐波頻率)及其温度特性在很大程 度上取决于其切割取向。 振荡器是数字钟的核心，石英晶体振荡器的特点是振荡的频率准确，电路结 构简单，频率易于调整。 石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信 号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电 子钟都使用了晶体振荡器电路。 5. 2. 2分频器 在数字电路中，分频器是一种可以进行频率变换的电路，其輸入、输出信号 是频率不同的脉冲序列。输入、输出信号频率的比值称为分频比。例如，2分频 器的输出信号频率是输入信号频率的一，8分频器的输出信号频率是输入信号频 . 率的「。 V 分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768 ( 215 )次分频后得到1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。 5. 2. 3计数器 在数字钟电路中，时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位 计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位 和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为 24进制计数器，周计数器为7进制计数器。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1天”、“7天为1周”的 计数周期，分别组成。将这些计数器适当连接，就可以实现“秒”、“分”、“时”、 “周”的计时功能。 5. 2. 4译码器 要将“秒“、“分”