多功能数字钟的设计..

多功能数字钟的设计..

佳木斯大学信息电子技术学院

2011级专业综合实训报告

题目：多功能数字时钟

姓名：于旺

班级：电气工程及其自动化二班

学号：11100740127 指导教师：刘云鹏

摘要

多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、闹钟设置、报时功能、校正作用。走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，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。

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。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。

从有利于学习的角度考虑，这里主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。

经过了数字电路设计这门课程的系统学习，特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习，我们已经具备了设计小规模集成电路的能力，借由本次设计的机会，充分将所学的知识运用到实际中去。

本次课程设计要求设计一个数字钟，基本要求为数字钟的时间周期为24小时，数字钟显示时、分、秒，数字钟的时间基准一秒对应现实生活中的时钟的一秒。供扩展的方面涉及到定时自动报警、按时自动打铃、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。

关键字：晶体振荡器，分频器，计数器，显示器和校时电路。

1. 引言

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。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，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、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、译码集成电路、LED数码管及各种门电路和基本的触发器等，电路使用5号电池共电，很适合在日常生活中使用。

由于本人能力有限，在设计中难免会出现错误与不足，希望老师给予批评并提出宝贵意见。在高度发达信息化的21世纪，人们总是那么忙碌.时间对我们来说总是那么宝贵，在我们的日常工作、学习、生活中，时间概念愈加显得重要。生活工作中班车要准点，上班要准时，开会要有时间限制；工业生产中，每一道工序都要有严格的时间限制，这样才能做到井井有条；严谨的科技研究中，时间更是重中之重。能够准确的了解并且实时性的知道时间，是我们学习、工作、生活中不可或缺的。机械式钟表虽然也可以告知人们时间，也可以定时，显示日历。但是由于受到机械结构、动力和体积的限制，在功能、性能以及造价上都没办法与电子时钟相比。电子钟是采用电子电路实现对时、分、秒进行数字显示的计时装置，广泛

应用于个人家庭，室外广场，汽车站和火车站等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品

目录

1. 引言 (3)

2. 设计要求及目的 (4)

2.1设计要求 (5)

2.2设计目的 (5)

2.3设计指标 (5)

基本功能 (5)

扩展功能 (6)

3 主体电路的设计 (6)

3.1数字钟的构成 (6)

3.2数字钟电路系统的组成框图 (6)

振荡器的设计 (7)

分频器的设计 (9)

时分秒计数器的设计 (12)

校时电路的设计 (13)

主体电路的装调 (14)

4. 功能扩展电路的设计 (16)

4.1定时控制电路的设计 (16)

4.2仿广播电台正点报时电路的设计 (16)

4.3报整点时数电路的设计 (17)

4.4触摸报整点时数电路的设计 (19)

5 电路仿真调试 (20)

5.1实验过程中遇到的问题及解决方法 (20)

面包板和芯片的测试 (20)

时间计数电路的连接与测试 (20)

6 总结 (20)

6.1心得体会 (20)

７．参考文献 (21)

８. 附录 (22)

元器件列表 (22)

2. 设计要求及目的

2.1 设计要求

本课题是设计一个多功能数字钟，以数字形式显示时，分，秒的时间，要求有手动校时分秒的基本功能，以及定时控制，仿广播电台正点报时，自动整点报时或触

摸报整点时数的扩展功能。

2.2 设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，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。

2.3 设计指标

基本功能

1.准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间

2.小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位

3.校正时间