(整理)数字钟时钟电路图设计课设

一、概述现今，酒店已成为生活中不可缺少的一部分，是很多旅行者休息的场所。

该课程设计是关于简易酒店客房控制器的设计，主要包括四个方面，24小时时钟的设计，客房服务控制，客房照明控制以及简易稳压直流电源的设计。

数字钟实际上是两个60，一个24进制的计数电路。

由于计数的起始时间有时不与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。

稳压电源的设计是将220v 的交流电转换5v 的直流电，既可以给多谐振荡器供电，又可以给照明，客房服务进行控制。

二、方案设计通过对简易酒店客房控制器设计要求的分析，知道设计应分为4部分：24小时时钟设计、稳压直流电源设计、客房服务控制、客房照明控制。

原理方框图如图1所示：图1 简易酒店客房控制器原理方框图1、直流稳压电源变压器将220v 交流电降到12v ，再通过桥式整流电路，实现整流，然后经过电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V 电压。

其原理框图如图2所示：图2 直流稳压电源原理框图220v 交流电变压器桥式整流电路低通滤波5 V 稳定电压三端稳压器220V 交流电变压器24小时可控数字时钟客房服务控制客房照明控制5V 直流电源2、24小时可控数字时钟通过分析，可知需要以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。

通过对24小时可控数字时钟仔细分析，可知它由二个60进制计数器，一个24小时计数器，6个显示译码器，6个数码管及3个校正电路组成。

由555多谐振荡器发出1HZ 的秒脉冲信号，传给第一个60进制计数器，然后依次传给第二个60进制计数器，24进制计数器，通过译码显示给数码管，从而读出时间。

值得注意的是：任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。

24小时可控数字时钟原理框图如图3所示：图3 24小时可控数字时钟原理框图3、客房服务控制通过开关输入信号从而控制“请即清理”，“请勿打扰”。

其原理框图如图4所示：图4 客房服务控制4、客房照明控制把220V 交流电降到直流稳压电，给灯泡供电，再通过开关控制灯泡的亮灭。

从而实现4路照明控制。

译码显示24进制计数器 译码显示译码显示60进制计数器60进制计数器 分校正信号 时校正信号 多谐振荡器发出的1HZ 脉冲秒校时信号开关请即清理请勿打扰5v 电源其原理框图如图5所示：图5 客房照明控制原理框图三、电路设计1、24小时可控数字时钟（1）多谐振荡器电路本电路是能产生1HZ 矩形波的多谐振荡器，这里选用由555构成多谐振荡器，输出频率为2ln 2)221(11C R R T f +==（1-1）令C1=10nf ；C2=10uf ；得到 R1=29K ；R2=57K ； 其电路图如图6所示，3端和C1端的波形如图7所示：图6 由555构成的多谐振荡器的电路图直流稳压电源灯泡4灯泡3灯泡2灯泡14路开关图7 多谐振荡器的波形由图可知T2-T1=1.002s约等于1s，满足课设要求，所以由多谐振荡器为计数器提供秒脉冲信号。

（2）时间计数器电路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.秒计时器：输入1HZ的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向分计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。

分计时器：接收秒计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。

时计时电路：接收分计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，想十位计数器输送1个CP脉冲，当十位计数器达到“2”，同时个位计数值为“3”时，将计数器清零。

可采用16进制计数器74161和10进制计数器74160来实现时间计数单元的计数功能。

从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q4、Q3、Q2、Q1立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。

当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q4、Q3、Q2、Q1的状态分别与并行数据输入端P4，P3，P2，P1的状态一样，为同步置数功能。

而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP 脉冲上升沿作用后，计数器加1。

74LS161还有一个进位输出端CO ，其逻辑关系是CO= Q1·Q2·Q3·Q4·CET 。

图8为74LS161构成的10进制计数器：图8 74LS161构成的10进制计数器（3）数码管与译码器计数器实现了对时间的累计以8421BCD 码的形式输出，用7448七段显示译码器与数码管相连构成显示器，如图9所示：图9 显示电路图秒脉冲信号7段数码管5V高电平计数器2、直流稳压电源先用变压器实现降压；再通过桥式整流电路，实现整流；然后经过 2.2mf 电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V电压。

稳压器上加上二极管起到保护电路的作用，为了减少纹波电压，在控制端加上电容C7。

稳压电源电路图如图10所示：图10 稳压电源电路图3、客房服务控制本电路是通过用控制灯来显示“请勿打扰”，“请即清理”这几项功能。

电路中连入5v稳压电源，用单刀双掷开关来控制灯亮灭。

平时开关朝向“请勿打扰”，只有当需要时才朝向“请即清理”。

电路如图10所示：图11 客房服务控制电路图客房照明系统，直接5v直流电压与灯泡相连实现客房照明，用开关进行控制。

电路如图12所示：图12 客房照明控制电路图四、性能的测试1、数字时钟性能测试图13 数字钟性能测试图通过运行，由图13可知数字钟显示的时间为11时16分52秒。

2.稳压电源测试仿真可知输出电压为直流稳压电4.999v。

稳压电源测试图如图14所示：图14 稳压电源测试图客房服务控制测试图如图15，图中显示为请即清理。

图15 客房服务控制测试图4、客房照明控制客房照明服务控制如图16，图中4个灯泡显示状态为亮。

图16 客房照明服务控制测试图五、结论实验结果完全符合课设的设计要求，系统可以稳定的实现24小时可控数字时钟的显示，客房服务控制，客房照明控制等功能。

六、性价比本电路采用的是最基本的电子元器件并且都可以在世面上买到，而且都不贵。

本课设的电路原理简单，易于理解，操作方便。

七、八、课设体会及合理化建议通过这次课设，我对很多的数模电器件的工作原理及应用有了进一步的了解，在这几天的课设里，我查阅了很多书籍，学会了许多课本上没有学过的东西，感觉这次课设给了我一个与具体实际相接处的机会，以前在课本上学习的知识感觉很枯燥，也不知道将来能否用得上，但是，经过这次课设我接触到了一些与实际相关的知识，通过解决课设的题目，我才感觉到学习书本上的知识是多么的重要，只有掌握了书本上的基础知识才能更好的解决实际问题。

通过这次课设我对以前学过的相关知识又复习了一遍，特别是数模电的相关知识有了进一步的了解，提高了动手能力。

参考文献[1]阎石主编. 数字电子技术[M].北京：高等教育出版社，2006年[2]童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2006年附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1 V1交流电源220v 12 D3 灯泡5v 13 D4 灯泡5v 14 D5 灯泡5v 15 D6 灯泡5v 16 C1 电容10uF 17 C2 电容10nF 18 C3 电容10uF 19 C4 电容10nF 110 C5 电容 2.2mF 111 C6 电容47uF 112 C7 电容100uF 113 DS1，DS2，DS3，DS4，DS4，DS6数码管DPY_7-SEG 6精品文档精品文档14 U7，U8，U9，U10 16进制计数器 74LS161 4 15 U11，U1210进制计数器74LS1602 16 U1，U2，U3，U4，U5，U6 译码器74484 17 U13A,U14A,U15A,U16A与非门74LS004 18 U17A 三输入与非门74LF10 1 19 U18，U19，U20，U21非门 74LS04 4 20 R1 电阻 29k 1 21 R2 电阻 57k 1 22 R3，R4 电阻 10k 2 23 U22，U23 555多谐振荡器SW SPDT 2 24 SW1，SW2，SW3，SW4 开关 单刀双掷开关 4 25 D1，D2，D4二极管 DIODE 3 26 S1 开关 SW DIP-4 1 27 D3 桥式整流电路 BRIDGE1 1 28 TF 变压器 1TO1 1 39 U24稳压器78L051。