数字电子时钟课程设计

课程设计(论文)

题目名称数字电子时钟

课程名称电子技术课程设计

学生姓名

学号1241202037

系、专业电气工程系自动化

指导教师李海娜

2014年5月16日

邵阳学院课程设计（论文）任务书

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）：学生（签字）：

邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名魏岭学号1241202037

系电气工程系专业班级自动化

题目名称数字电子时钟课程名称电子技术课程设计一、学生自我总结

二、指导教师评定

注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械时钟相比，它一般具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表、电子闹钟，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数字显电子钟。

本课程设计是要通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS190(10进制计数器)、4511(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过数码管显示，构成简单数字时钟

关键词: 数字时钟、计数器、555芯片、分频器

1引言 (1)

2. 系统设计 (2)

2.1 设计要求 (2)

2.2总体设计方案 (2)

3单元电路设计 (5)

3.1多谐振荡器电路.......................................................................... . (5)

3.2分频器电路 (5)

3.3整点报时电路 (5)

3.4.计数器电路 (6)

3.5译码驱动电路 (8)

3.6显示电路 (8)

3.7校时电源电路.............................................................................. .. (9)

4数字电子钟整体电路图 (10)

4.1由Proteus生成的电路图............................................................ .. (11)

4.2由proteus生成的整体仿真图.................................................... . (12)

5心得与体会 (12)

参考文献 (13)

附录一元器件明细表 (14)

1.引言

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、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于数字钟电路的基本组成包含了数字电路的主要组成部分，因此进行数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路的能力。

本次设计以数字电子为主，实现对时、分、秒数字显示的计时装置,周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒, 电路主要采用模拟电子技术、数字电子技术技术的整合，从而设计出完整的电路，从而为以后从事电子电路设计、研究电子产品奠定坚实的基础。

2. 系统设计

2.1 设计要求

（1）设计一个具有时、分、秒显示的电子钟。应具有校时功能；（2）用小规模集成电路组成电子钟；（3）设计显示装置。数字电子钟的逻辑组成原理：它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

图2-1 数字钟的组成框图

2.2总体设计方案

2.2.1设计思路

数字电子钟的原理方框图如上所示。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、校时电路组成。秒信号发生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现，也可以采用多谐振荡器加分频器实现。将标准秒信号送入"秒计数器"，"秒计数器"采用60进制计数器，每累计60秒发一个"分脉冲"信号，该信号将作为"分计数器"

的时钟脉冲。"分计数器"也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个"时脉冲"信号，该信号将被送到"时计数器"。"时计数器"采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将"时"、"分"、"秒"计数器的输出状态经过七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。校时电路是用来对"时"、"分"、"秒"显示数字进行校对调整的。

2.2.2方案论证与比较1.秒信号发生器[3]

方案:

振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。【2】

图2-2：555与RC组成的多谐振荡器

2.2.3 系统组成

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（如北京时间）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【1】。图1所示为数字钟的一般构成框图。但考虑到数电中我们刚学过多谐振荡器，因此在此用多谐振荡器实现秒脉冲如图2-1