数字电子钟实习报告

数字电子钟课程设计

学院：电气信息工程学院

专业、班级：自动化11-02

姓名：周振

目录

摘要. (3)

1. 设计目的. (4)

2. 设计任务. (5)

3. 数字电子钟的电路系统设计. (6)

3.1 设计原理 (6)

3.2 方案确定 (6)

3.2.1 设计方案 (7)

3.2.2 设计方案的确定 (7)

3.3 数字电子钟的电路设计. (8)

3.3.2 整点报时电路的设计 (8)

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3.3.4 秒信号发生器的设计 (9)

3.3.5 译码驱动显示电路 (10)

3.3.6 数字电子钟的整体电路 (10)

4. 电路的装配过程 . (11)

4.1 电路模拟仿真调试 (11)

4.2 电路焊接 (11)

4.3 实物的实际调试 (11)

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4.4 误差分析 (12)

5. 课程设计的收获、体会和建议 . (12)

参 考 文 献. (13)

附录 2

摘要

电子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，因此得到了广泛的使用。 电子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，此次设计与制做电子数字钟就是可以了解电子数 字钟的原理，学会制作电子数字钟。通过电子数字钟的制作能进一步的 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，通过附录 1 .........................................

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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。

这次电子数字钟的设计主要是利用74LS90的计数功能来实现电子钟

时、分、秒的跳变，整个设计主要分为六个模块：时模块、分模块、秒模块、分频模块、校时校分模块、整点报时模块。时、分、秒模块分别用两块74LS90实现，并且分别将它们设置为60进制，60进制，24进制。秒信号的产生用石英晶体振荡器加分频器来实现，将秒信号送入秒模块，每累计60 秒发出一个分脉冲信号，分模块每累计60 分钟，发出一个时脉冲信号，时模块实现对24小时的累计，通过六个七段LED显示器显示出来。整点报时电路根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后加上一个高频或低频信号送到蜂鸣器实现报时。校时电路是直接加一个脉冲信号到时计数器或者分计数器或者秒计数器来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整。

关键词：CD4511 74LS90 分频器晶体振荡器校时校分电路数字电路

1. 设计目的

数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，且具有无机械传动装置等特点，因此得到了广泛的使用。数字电子钟从原理上看是一种典型的

数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。设计与制做数字电子钟可以使我们了解数字电子钟的原理，并且学会制作数字电子钟. 而且通过数字电子钟的制作进一步地了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的

作用及使用方法. 且由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路. 通过此次课程设计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. 设计任务

设计制作一个数字电子钟指标：

（1）时间计数电路采用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）具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

（4）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1秒响1 秒停地响5 次；

（5）为保证计时器的稳定性及准确性，由晶体振荡器提供时间基准信

3. 数字电子钟的电路系统设计

下面将介绍数字电子钟的整个电路系统设计的过程。包括数字电子钟的设计原理，设计方案的确定，数字电子钟的电路设计计算机仿真，电路的设计、焊接与调试几大部分。

3.1 设计原理

数字电子钟是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。主要由

振荡器、分配器、计数器、译码器和显示器电路功能模块组成。振荡器产生的时钟信

号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果通过显示器以“时”、“分”、“秒”的顺序以数字形式显示出来。秒计数器电路计满60 后触发分计数器电路，分计数器电路计满60 后触发时计数器电路，当计满24 小时后又开始下一轮的循环计数。

可以通过校时电路对分和时进行校时，且具有整点报时功能，当时间到

达整点前1 0秒开始，蜂鸣器将以1 秒响1 秒停的形式响5 次。

3.2 方案确定

通过在互联网网和图书馆查找资料和对《电子技术基础》（数字部分）的学习，讨论确定一个既符合本设计要求又具有比较强的操作性的方案作为此次设计的对象。

321 设计方案

本电路系统由晶体振荡电路，时间计数电路，校时电路，译码驱动 电路组成。其中，时间计数电路用六个 74LS90组成。校时电路主要由 74LS00P 组成RS 触发器，而且加入消抖电路，达到了自动校时的效果。电 路原理方框示意图如下：

32768晶体

振荡电路—

图1设计方案的设计原理图

3.2.2设计方案的确定

(1) 利用单片机实现的数字钟具有编程灵活，便于数字钟功能的扩充,

即可用该数字钟发出各种控制信号，精确度高等特点。

2）考虑到本学期所学的知识，这个课程设计给予的是一个实践的机

具有消抖动的校分、校时控制电路