数字时钟完整版..

数字时钟完整版..

设计报告撰写要求

1.设计报告，报告中要包括以下几部分内容：

（1）封皮：设计题目，姓名、学号，班级，授课教师姓名【格式见后面附表】（2）写明设计任务

（3）写出设计题目的原理框图；

（4）完成设计功能所选用的器件，及相应各器件的引脚排列图和功能表；（5）画出综合逻辑电路图；

（6）用仿真软件进行调试的调试过程（即：在调试时遇到了哪些实际问题，你是如何解决的）；

（7）各人在本次设计中的体会和收获。

正文小四号宋体，1.5倍行间距。

课程设计报告

学生姓名:学号：

学

院:电气工程学院

班

级: 电自1116

题

目: 数字时钟设计

指导教师：张光烈职称: 2013 年 7月 4 日

一．设计要求

多功能数字钟具有时间显示、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。数字钟广泛用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场所，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度，远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

数字钟已成为我们生活中不可缺少的必须品，广泛的应用于家庭以及办公室等公共场所。给我们生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便。

本次设计主要是采用555定时器提供定时脉冲，74160集成块作为计时模块，8段数码显示管作为显示工具。应用电子工作平台软件来设计和仿真多功能数字钟设计，并通过硬件实验的调试来相互验证实际结果。

由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准,经分频振荡器输出标准

的秒脉冲,秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向小时进位,小时计数

器按“12翻1”规律计数，计数器经译码器送到显示器；计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。并具有可整点报时与定时闹钟的功能。

设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：定时控制、、自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是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。分则由扩展能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时，能调时调分，能整点报时，使用3个2位数码管显示。

总体设计

1.时钟显示功能，能够以十进制显示“时”、“分”、“秒”。其中时为24进制，分秒为60进制。

2. 其他功能扩展：

（1）设计一个电路实现时分秒校准功能。

（2）闹钟功能，可按设定的时间闹时。通过16~32开关控制。

（3）设计一个电路实现整点报时功能等。在59分56秒、57秒、58秒、59秒输出750Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。

（4）设计一个星期电路，0代表周日，123456代表周一到周六。

(5)设计一个秒表电路，用以比赛计时。

本阶段的任务是根据任务要求进行模块划分，提出方案，并进行比较分析，最终找到较优的方案。

该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，该方案结构简单，模块间关系较明确，模块外不需使用较多门电路，但不利于功能扩充。

2.设计功能要求

基本功能：

（1）时的计时要求为“12翻1”和24翻1，分和秒的计时要求为60进制（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间

（3）校正时间

扩展功能：

（1）定时控制；

（2）仿广播电台报时功能；

（3）自动报整点时数；

（4）触摸报整点时数；

(5)秒表电路，用以比赛计时

(6）星期电路用以提示工作日和周末二．设计原理及框图

多功能数字钟原理分析

数字电子钟主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。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，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秒发出一个“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”可以选择12或24进制计时器，可实现12或24 小时的累计。通过六个LED显示器显示出来，计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。本次所设计的多功能数字钟用到了555定时器、74160递增集成计数器、EWB软件。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，74160是4位十进制同步加计数器多功能数字钟原理框架如图1-1所示，电路包括以下几个部分：标准秒信号发生器、显示电路、时分秒计数器、校时电路。

图1所示。

图1-1 多功能电子钟的总体

主体电路

扩展电路

图1

由图1可知，电路的工作原理是：多功能数字钟电路由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。

振荡器产生的高脉冲信号作为数字钟的振源，再经分频器输出标准秒脉冲。秒计数器计满60后向分计数器个位进位，分计数器计满60后向小时计数器个位进位并且小时计数器按照“12翻1”的规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行扩展功能。

实现同步60进制计数，可调整

电源

5v

时钟信号输入 接1Hz 的信号源

进位输入 接秒的进位信号，实现秒功能时，接低电平。 进位输出 秒模块接分模块，分模块接时模块 显示输出

接到译码器输入，能闪烁

闹钟比较信号输出 接到闹钟，秒模块悬空

整点报时信号输出 接到响铃，实现响停交替5次响铃 调整使能端

入0有效，有效时，显示信号输出，同时屏蔽进位输入和进位输出，允许调整信号输入。

时显示器

分显示器

秒显示器

时译码器

分译码器

秒译码器

时计数器

分计数器

秒计数器

校时电路

振荡器

分频器

整点报时

触摸报时

仿电台报

定时控制