数字钟课程设计(完整原理图)

课程设计报告

题目数字钟-数电课程设计

2011-2012 第一学期

班级

姓名

学号

指导教师

单位

年月日

前言

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎

渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。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。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。

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。

目录

一、设计目的 ............................................................. - 3 -

二、设计要求............................................................ - 3 -

2.1设计指标 (3)

2.2设计要求 (3)

2.3制作要求 (3)

2.4编写设计报告 (3)

三、各单元电路设计 ...................................................... - 4 -

3.1工作原理 (4)

3.2原理框图 (4)

3.3振荡器 (5)

3.3.1由石英晶体振荡器构成的1HZ秒脉冲信号 ............................... - 5 -

3.4时间计数器电路 (6)

3.4.1秒计数器的设计..................................................... - 6 -

3.4.2分计数器的设计..................................................... - 7 -

3.4.3时计数器电路....................................................... - 8 -

3.5译码驱动及显示单元的设计 (9)

3.6校时电路 (9)

3.7整点报时电路 (10)

3.7.1 论证............................................................. - 10 -

3.7.2 实现............................................................. - 10 -

四、总电路设计......................................................... - 12 -

五、元件清单........................................................... - 12 -

六、课程设计体会 ....................................................... - 13 -

七、参考文献........................................................... - 14 -

一、设计目的

1、熟悉集成电路的引脚安排；

2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；

3、了解数字钟的组成及工作原理；

4、熟悉数字钟的设计与制作；

5、熟悉Protel99 SE软件的操作；

二、设计要求

2.1设计指标

时间以24小时为一个周期；能显示时，分，秒；

有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；

为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。

2.2设计要求

画出电路原理图(或仿真电路图)；

元器件及参数选择；

2.3制作要求

自行装配和调试，并能发现问题和解决问题；

2.4编写设计报告

写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、各单元电路设计

3.1工作原理

数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。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、整点报时电路组成。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，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。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秒发送一个“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”计数器的输出状态由七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后触发音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整的。

数字电子钟由振荡器、分频器计数器、译码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累加的结果以‘时，、‘分，、‘秒’的数字显示出来。‘时’显示由24进制计数器、译码器、显示器构成，‘分’、‘秒’显示分别由60进制计数器、译码器、显示器构成。可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。

3.2原理框图