实用多功能数字钟

目录

●设计思路 (2)

1.1目的 (2)

⏹ 1.2电路结构图 (3)

●各单元电路 (3)

⏹ 2.1数字电子钟的基本工作原理 (4)

⏹ 2.2 秒脉冲产生电路及分频电路 (4)

⏹ 2.3计数器 (6)

⏹ 2.4显示译码器 (8)

⏹ 2.5校时电路 (10)

●电路主要元件简介 (10)

⏹ 3.1计数器 (11)

⏹ 3.2显示译码器 (11)

●多功能数字钟整体电路图 (12)

⏹ 4.1总图 (12)

●硬件 (13)

⏹ 5.1电路主要元器件清单 (14)

⏹ 5.2实验箱介绍 (15)

●课程设计体会 (15)

●附录 (15)

数字电子钟的设计

设计思路

1.1目的：

时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸，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、定时启闭电路、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。

同时这是所学课程的很好练习，为跟好的掌握数电知识，能更深刻的理解理论知识，是理论与实践的完美结合，同是让我们看到了本门课程的有用之处，能很好的提高我们的积极性和热情，让我在以后的学习中养成一种习惯，并且你能为我培养一种思维方式。就是以后在工程中，以什么样的程序进行产品的设计，这在今后的日子中有很大的帮助。

1.2电路的基本功能结构框图：

图1 数字电子钟原理框图

2、各单元电路设计及原理图：

2.1数字电子钟的基本工作原理

（1）用555定时器构成多谐振荡器来产生1000Hz 的频率，然后通过分频器的作用，分别产生500Hz 的频率和1Hz 的单位脉冲，这样既可以充当秒信号发生器来产生标准秒脉冲又可以为扩展电路的扬声器提供500Hz 和1000Hz 的频率。秒信号产生器是提供给整个系统基信号的关键，它直接决定计时系统的精度。 （2）构成计时电路。我们知道，1分钟=60秒，所以秒计数器为60

进制计数器，从0开始计数，满60后向小时计数器进位；而1天有24小时，因此小时计数器是24进制计数器，按照“24翻1”的规律计数。

（3）每一个计数器的输出信号分别经过其所对应的译码器传送到对

应的LED 显示器中显示时间。

主体电路 时显示 秒显示 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

扩展电路

整点报时

分显示

（4）当计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。当计时到接近整点时，数字钟以发出一定的鸣叫声来报时。

（5）当我们需要闹钟功能时，可以打开闹钟开关，调整到我们需要的准确时间，当计时到设定时间时，闹铃开始鸣叫持续一分钟。

2.2秒脉冲产生电路及分频电路

图2所示为555集成定时器构成的多谐振荡器和3片74LS160十进制计数器构成的分频器，产生1000Hz和500Hz的频率，还有1Hz的单位脉冲。将该电路产生的秒脉冲信号送到6级计数器，分别得到计“秒”的个位和十位、计“分”的个位和十位，以及计“时”的个位和十位的计数信号。

555震荡器是一种比较简单的振荡器，在低频振荡器中用应广泛，虽然石英震荡器比较简单，但频率一般比较高，在中规模集成电路中要进行分频，而555可以产生比较低的频率，很适合其在这种电路中的用应，并且能调节占空比，这是石英振荡器不能实现的。

此电路中的各元件的参数：C1 100nF,C2 10nF,R6 5.6K,R7 2K。

FILE NAME:BY:

电子钟.DSN

E:\PROTEUS7·4SP3-绿色版\PROT

PATH:REV:

DESIGN TITLE:E:\PROTEUS7·4SP3-绿色

1

2

U23:A

74LS04

3

4

U23:B

74LS04

5

6

U23:C

74LS04

D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO

15

ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1

U20

74LS160

D03Q014D14Q113D25Q212D36

Q311RCO

15

ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1

U21

74LS160

D03Q014D14Q113D25Q212D36

Q311RCO

15

ENP 7ENT 10CLK 2LOAD 9MR 1

U22

74LS160

13

12

U23:D

74LS04

R

4

D C

7

Q

3

GND 1

VCC

8

T R 2

T H

6

C V

5

U24

555

C1100nF

R6

5.6k

R7

2k

C2

10nF