多功能数字钟毕业设计报告

多功能数字钟毕业设计报告

江海学院毕业设计

第一章

多功能数字钟的概述

1.1应用背景

21世纪，我们将进入信息时代，在新技术和市场需求的共同作用下电子技术及其产业必将有高速的发展；电子技术分为数电电路和模拟电路，数电研究数字信号，比如像逻辑门等等，模拟电路主要讲的是各种功率放大电路等。

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。数字钟适用于自动打铃、自动广播，也适用于节电、节水及自动控制多路电器设备。它是由数子钟电路、定时电路、放大执行电路、电源电路组成。为了简化电路结构，数字钟电路与定时电路之间的连接采用直接译码技术。具有电路结构简单、动作可靠、使用寿命长、更改设定时间容易、制造成本低等优点。

数字钟的技术实现时、分、秒计时的钟表。与机械钟相比具有更高的准确性和直观性，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。数字钟的设计方法

有许多种，例如可用中小规模集成电路组成电子钟，也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟，还可以利用单片机来实现电子钟

等等。这些方法都各有其特点，其中利用单片机实现的电子钟具有编程灵活，以便于功能的扩展。

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，深受人们欢迎。

因此，我们此次设计与制作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.

1.2数字钟的功能

近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，数字钟的应用越来越普及了，并且由于它具有功能强，体积

小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，使数字钟的技术在电子和一些自动化行业中应用也越来越广泛了。

常见多功能数字钟功能包括：

(一)基本功能：1.计时要12翻1，分，秒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。

(二)扩展功能：1.定时控制。2.仿广播电台报时功能。3.自动整点报时。4.触摸整点报时。

(三)音乐功能：到点会自动报时，有音乐享受。

多功能数字钟灵活多用，更加适应21世纪人们的需求。本次的任务就是要做一个基于数字电子技术的多功能数字钟。

1.3设计要求

本次毕业设计任务是要实现24小时的时钟显示，以及校准、整点报时等功能。

具体要求：

（1）产生1HZ的脉冲

（2）显示功能：具有“时”、“分”、“秒”的数字显示（“时”从0~23，分0~59，秒0~59）。

（3）校时功能：当刚接通电源或数字时钟有偏差时，可以通过手动的方式去校时。

（4）整点报时：当时钟计时到整点时，能进行整点报时。

第二章

总体电路原理与分析

2.1系统原理说明

由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准，秒计数器满60向分计数器进位，分计数器满60向小时计数器进位，小时计数器按“24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。数字钟系统的结构框图如图1所示。

可扩展部分：使数字钟具有可整点报时与定时闹钟的功能。

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

定时闹钟

音

乐

整点报时

主体部分

扩展

部分

图1

数字钟系统功能框图

2.2

实现功能

（1）计时功能。数字时钟工作于计时状态，电路中的秒计时电路、分计时电路以及小时计时电路分别对秒脉冲、分脉冲和小时脉冲进行计数。计数结果经数码管显示计时时间值。

（2）校时功能。数字时钟工作于校时状态。可以选择对“小时”、“分钟”和“秒钟”进行校时。校时时通过手动输入校时时间。

（3）整点报时功能。整点译码电路通过识别整点时间，产生整点报时信号。当前时间为零点时，会产生整点报时，此时探针会亮，蜂鸣器会响。

（4）闹钟报时功能(可选)。通过校时功能将“小时”、“分钟”和“秒钟”设定在某一时间点，然后重新校时，调整到设定点以前的某一时间，当时钟到达设定点时，信号灯会亮，并且蜂鸣器会响。

第三章

方案的选择与设计

3.1秒脉冲产生电路方案

方案一：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。

555与RC振荡电路如图1所示

图1

555与RC组成的多谐振荡器图

方案二: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，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。石英晶体振荡电路如图2所示

图2

石英晶体振荡器图

方案三：由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器如图3所示。

图3

门电路组成的多谐振荡器图

用555组成的脉冲产生电路:

R1=47kΩ，R2=47kΩ，C=10μF

，则555所产生的脉冲的为:f=1/[(R1+2*R2)CLn2=1Hz,而设计要求为1Hz,在精度要求不是很高的时候可以使用。