数字电子钟电路PLC的设计.

湘潭大学

毕业设计说明书

题目：数字电子钟电路PLC的设计

学院：职业技术学院

专业：机电一体化技术

学号：201392021 姓名：楚**

指导教师：李敏* 完成日期：

湘潭大学

毕业设计任务书

设计题目：

学号：姓名：专业：

指导教师：系主任：

一、主要内容及基本要求

1：数字电子时钟电路的背景和意义

2：数字电子钟电路的系统设计

3：数字钟原理图所需原件的作用

二、重点研究的问题

三、进度安排

四、应收集的资料及主要参考文献

湘潭大学

毕业设计评阅表学号姓名专业毕业设计题目：

湘潭大学

毕业设计鉴定意见

学号：姓名：专业：

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数字电子钟电路PLC的设计

摘要

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。而机械式的依赖于晶体震荡器，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32768MHz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。数字钟是其小巧，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。

关键字：数字钟晶振计数

目录

数字电子钟电路PLC的设计 (7)

摘要 (7)

目录 (8)

前言 (9)

1.设计任务 (10)

2.设计方案的选择与论证 (12)

1.方案设计 (12)

3.系统原理 (13)

4.单元电路的设计 (15)

4.1 振荡电路 (15)

4.2 计数电路 (16)

4.2.1 60进制计数器 (17)

4.2.2 24计数器电路 (17)

4.3校时电路 (18)

4.4 译码与显示电路 (19)

4.5报时电路 (20)

5.整体电路 (21)

5.1 电路总图 (22)

总结 (24)

参考文献 (25)

前言

集成电路是信息产业和高新技术的核心，是推动国民经济和社会信息化的关键技术。集成电路的产业规模和技术水平已成为国家综合国力的一个重要标志.集成电路有体积小、功耗小、功能多等优点，因此在许多电子设备中被广泛使用。

电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。

本次设计以数字电子为主，分别对1S时钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示、星期计时显示、整点报时及校时电路进行设计，然后将它们组合，来完成时、分、秒及一星期七天的显示并且有整点报时和走时校准的功能。

并通过本次设计加深对数字电子技术的理解以及更熟练使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。电路主要使用集成计数器，例如74LS160、CD4518，译码集成电路，例如74ls48，LED数码管，分频器电路，例如CD4060，及各种门电路和基本的触发器等，很适合在日常生活中使用。

1.设计任务

设计一种多功能数字钟，该数字钟具有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。在电路中，基本功能部分由主体电路实现，它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。

任务：

（1）巩固和提高学过的基础理论和专业知识；

（2）提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力；

（3）培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能；

（4）增强对实际电路的认识，掌握分析处理方法，进行试、计算等基本技能的训练，使之具有一定程度的实际工作能力。

（5）掌握科研、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。

（6）促使我们学习和获取新知识，掌握自我学习的能力。

（7）通过参与实际工作，使我们了解社会和工作，具备一定的实际工作能力

（8）通过设计数字电子钟，了解电子钟的工作原理和内部构造

基本要求:

（1）时间计数器电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；（2）各用2位数码管显示时、分、秒；

（3）为了保证计时的稳定及准确，由晶体振荡器提供时间基准信号.

2.设计方案的选择与论证

1.方案设计

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。

方案一：首先构成一个CB555定时器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CB555定时器的输出作为秒记数器的CP脉冲，把秒记数器地进位输出作为分记数器地CP脉冲，分记数器的进位输出作为时记数器的CP脉冲。

方案二：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74LS160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，把秒计数器地进位输出作为分计数器的CP脉冲，分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲。使用74LS48为驱动器， Dpy Green-CC数码管作为显示器。

方案三：用专用集成电路设计的秒表&时钟电路。应用时钟芯片可以驱动6位的7段发光二极管显示时间。主要特点是：电路设计容易，计时精确，但成本较高。