数字钟时钟电路图设计课设
proteus数字钟课程设计
proteus数字钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字钟的基本原理，掌握数字钟电路的设计方法。
2. 掌握使用proteus软件进行电路设计与仿真。
3. 了解数字电路中常见元件的功能和用法，如LED、开关、计数器等。
技能目标：1. 能够运用proteus软件设计并搭建一个简单的数字钟电路。
2. 学会使用proteus进行电路调试，排除基本故障。
3. 培养动手操作能力，提高实际问题解决技巧。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子制作和科技创新的兴趣，培养创新意识。
2. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题。
3. 增强学生对我国电子科技事业的自豪感，树立正确的科技价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对电子制作和科技创新感兴趣，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过课程设计，使学生能够将所学知识应用于实际操作中，提高综合运用能力。
在教学过程中，注重引导学生积极思考，培养其自主学习和创新能力。
课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 数字电路基础知识：数字信号与模拟信号区别，数字电路基本元件原理。
- 数字钟原理：时钟信号产生，计数器工作原理，显示电路设计。
2. 实践操作：- Proteus软件使用：基本操作界面，元件库的选择和使用，电路布线与仿真。
- 数字钟电路设计：使用Proteus设计数字钟电路，包括时钟源、分频器、计数器、显示驱动电路等。
3. 教学大纲安排：- 理论部分：第1-2课时，数字电路基础及数字钟原理学习。
- 实践部分：第3-4课时，Proteus软件操作与数字钟电路设计实践。
4. 教材章节：- 《电子技术基础》第3章：数字电路基础。
- 《电子技术基础》第4章：数字电路设计实例。
5. 教学内容列举：- 数字电路元件：门电路、触发器、计数器等。
数字电子钟设计(电子集成专业类课程设计)
电子线路课程设计——数字时钟的设计与制作一、设计目标1.通过这次课程设计，进一步熟悉和掌握数电和模电知识，掌握multisim仿真软件的使用。
2.学习数字时钟的硬件设计原理，熟练各种电路应用。
3.培养独立分析问题和解决问题的能力和创新思维。
二、设计功能要求（1）时的技术要求为“24翻1”，分和秒的要求为60进制进位（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间（3）具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校对，能校正到标准时间（4）拓展功能：整点报时三、数字钟电路系统工作原理1.数字钟的构成石英晶振为主要部件的振荡器、分频器、计数器、校时电路、数码显示、整点报时电路。
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。
2.电路设计框图如下由图可见：本数字钟电路主要由振荡器，分频器，校时电路，时分秒计数器，译码显示器及整点报时电路构成。
３、工作原理①振荡电路：由石英振荡器产生的32768HZ高频脉冲信号作为数字钟的时间基准。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单，易调整。
用反相器和石英晶体构成振荡电路如下图。
利用两非门Ｇ１和Ｇ２自我反馈，使他们工作在现行状态，然后利用石英晶体ＪＵ来控制震荡频率，同时用电容Ｃ１来作为两个非门之间的耦合。
两个非门输入和输出之间并联的电阻Ｒ１和Ｒ２作为负反馈元件，由于反馈作用很小，可以近似认为非门的输出输入压降相等，电容Ｃ２是为了防止寄生振荡。
电路图如下：仿真图如下：②分频电路：分频器的功能主要有产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需的信号。
（共经过１５级２分频集成电路）我们实验用的是CD4060、74LS74,其中CD4060是14级分频器，将石英晶振的高频变为二分频，74LS74是D触发器，可以用作二分频。
设计4-数字时钟电路设计课件
控制音响电路的输入信号。
3. 报整点时数电路--减法计数器
减法计数器选用74LS191，各控制端的作用如下:
LD 为置数端。当LD =0时将小时计数器的输出经数 据输入端D0D1D2D3的数据置入。
RC 为溢出负脉冲输出端。当减计数到“0”时 RC
输出一个，负脉冲。 U /D 为加/减控制器。U /D =1时减法计数。
3. 报整点时数电路--逻辑控制电路
G2
1
&
分十位 Q 2M 232来自74LS741
1CP 1RD
1D
1Q 1Q
S
56
1 G3
1kH z
1 G4
& G5 1 G6 音响电路
11
13
LD
RC
14 CPA
74LS191
G D 0 D 1 D 2 D 3 U /D
8
15 1 10 9
5
编码器
＋ 5V
CP
LD 减计数
及R91或R92为低电平 或全部低电平
QA与CKB相连
3.计数器 秒、分为60进制计数器，时为24进制计数器
（1） 60进制计数器 由十进制和六进制级联而成。十进制由
74LS90组成，六进制由74LS92组成，引脚图如 下：
异步清零R01、R02 计数时： R01或R02为低电平 QA与CKB相连
CPA为减法计数脉冲，兼作音响电路的控制脉冲。
3. 报整点时数电路--编码器
编码器是由与非门实现 的组合逻辑电路，其输出 端的逻辑表达式由5变量的 卡诺图可得：
D1的逻辑表达式
如果用与非门实现上式，则
3. 报整点时数电路--编码器
单片机多功能电子数字钟课程设计报告
多功能电子数字钟设计数字钟在日常生活中最常见, 应用也最广泛。
本文主要就是设计一款数字钟, 以89C52单片机为核心, 配备液晶显示模块、时钟芯片、等功能模块。
数字钟采用24小时制方式显示时间, 定时信息以及年月日显示等功能。
文章的核心主要从硬件设计和软件编程两个大的方面。
硬件电路设计主要包括中央处理单元电路、时钟电路、人机接口电路、信号处理电路、执行电路等几部分组成。
软件用C语言来实现, 主要包括主程序、键盘扫描子程序、时间设置子程序等软件模块。
关键词单片机液晶显示器模块数字钟一硬件电路设计及描述；1.MCS-51单片机单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
8051单片机的结构特点有以下几点: 8位CPU；片内振荡器及时钟电路； 32根I/O线；外部存储器ROM和RAM；寻址范围各64KB；两个16位的定时器/计数器； 5个中断源, 2个中断优先级；全双工串行口。
定时器/计数器8051内部有两个16位可编程定时器/计数器, 记为T0和T1。
16位是指他们都是由16个触发器构成, 故最大计数模值为2 -1。
可编程是指他们的工作方式由指令来设定, 或者当计数器来用, 或者当定时起来用, 并且计数（定时）的范围也可以由指令来设置。
这种控制功能是通过定时器方式控制寄存器TMOD来完成的。
在定时工作时, 时钟由单片机内部提供, 即系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。
技术工作时, 时钟脉冲由TO和T1输入。
中断系统8051的中断系统允许接受五个独立的中断源, 即两个外部中断申请, 两个定时器/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INTO和INT1（即P3.2和P3.3）输入, 输入方式可以使电平触发（低电平有效）, 也可以使边沿触发（下降沿有效）。
2.8051的芯片引脚如图1-2所示VCC: 供电电压。
数字电路课程设计--数字时钟
《数字时钟》技术报告概要数字钟是一个将“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。
一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。
由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。
本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。
通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。
具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。
该电路具有计时和校时的功能。
在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。
实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！一、系统结构。
（1）功能。
此数字钟能显示“时、分、秒”的功能，它的计时周期是24小时，最大能显示23时59分59秒，并能对时间进行调整和校对，相对于机械式的手表其更为准确。
（2）系统框图。
系统方框图1（3）系统组成。
1.秒发生器：由555芯片和RC组成的多谐振荡器，其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。
2.校时模块：由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。
3.计数器：由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器，再由74LS90与74LS08相连接而得到秒、分、时的进分别进位。
4.译码器：选用BCD锁存译码器4511，接受74LS90来的信号，转换为7段的二进制数。
5.显示模块：由7段数码管来起到显示作用，通过接受CD4511的信号。
本次选用的是共阴型的CD4511。
二、各部分电路原理。
1.秒发生器：555电路内部（图2-1）由运放和RS触发器共同组成，其工作原理由8处接VCC，C1处当Uco=2/3Vcc>u11时运放输出为1，同理C2也一样。
最终如图3接口就输出矩形波，而形成的秒脉冲。
数字钟时钟电路图设计课设
一、概述现今，酒店已成为生活中不可缺少的一部分，是很多旅行者休息的场所。
该课程设计是关于简易酒店客房控制器的设计，主要包括四个方面，24小时时钟的设计，客房服务控制，客房照明控制以及简易稳压直流电源的设计。
数字钟实际上是两个60，一个24进制的计数电路。
由于计数的起始时间有时不与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。
稳压电源的设计是将220v 的交流电转换5v 的直流电，既可以给多谐振荡器供电，又可以给照明，客房服务进行控制。
二、方案设计通过对简易酒店客房控制器设计要求的分析，知道设计应分为4部分：24小时时钟设计、稳压直流电源设计、客房服务控制、客房照明控制。
原理方框图如图1所示：图1 简易酒店客房控制器原理方框图1、直流稳压电源变压器将220v 交流电降到12v ，再通过桥式整流电路，实现整流，然后经过电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V 电压。
其原理框图如图2所示：图2 直流稳压电源原理框图220v 交流电变压器桥式整流电路低通滤波5 V 稳定电压三端稳压器220V 交流电变压器24小时可控数字时钟客房服务控制客房照明控制5V 直流电源2、24小时可控数字时钟通过分析，可知需要以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
通过对24小时可控数字时钟仔细分析，可知它由二个60进制计数器，一个24小时计数器，6个显示译码器，6个数码管及3个校正电路组成。
由555多谐振荡器发出1HZ 的秒脉冲信号，传给第一个60进制计数器，然后依次传给第二个60进制计数器，24进制计数器，通过译码显示给数码管，从而读出时间。
值得注意的是：任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。
24小时可控数字时钟原理框图如图3所示：图3 24小时可控数字时钟原理框图3、客房服务控制通过开关输入信号从而控制“请即清理”，“请勿打扰”。
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................................................................................................................................... - 2 -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。
数字钟电路课程设计
数字钟电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字钟电路的基本原理，理解时钟信号的产生与分配，以及数字电路中各类元器件的功能与作用。
2. 使学生了解数字钟电路的常见故障及其排除方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 引导学生运用所学知识，设计并搭建一个简单的数字钟电路。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，学会使用示波器、信号发生器等实验仪器，进行数字钟电路调试。
2. 培养学生具备初步的电路设计能力，能够根据实际需求选择合适的元器件，绘制原理图和PCB图。
3. 提高学生的团队协作能力，学会在小组合作中分享观点、交流经验，共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其探索精神，使其乐于学习、主动学习。
2. 培养学生具备良好的科学素养，认识到科技发展对社会进步的重要性，增强社会责任感和使命感。
3. 引导学生关注环保、节能等社会热点问题，在设计过程中充分考虑电路的可靠性和实用性，形成绿色环保意识。
本课程针对电子技术相关专业的高中生，充分考虑学生的年龄特点、知识水平和实际需求。
课程目标既注重知识的传授，又强调技能的培养和情感态度价值观的塑造，旨在使学生通过本课程的学习，掌握数字钟电路的相关知识，提高实践操作能力，培养科学素养和团队协作精神。
同时，课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字钟电路基本原理- 时钟信号的产生与分配- 数字电路元器件：晶体振荡器、计数器、译码器、显示器件等- 数字钟电路的组成与工作原理2. 数字钟电路设计与搭建- 电路设计方法与步骤- 原理图与PCB图绘制- 元器件选型与采购- 电路搭建与调试3. 数字钟电路故障分析与排除- 常见故障现象及原因- 故障排查方法与技巧- 故障处理实例分析4. 实验教学与技能培养- 使用示波器、信号发生器等实验仪器- 电路焊接与调试技巧- 团队协作与沟通交流5. 教学内容安排与进度- 第1周：数字钟电路基本原理学习- 第2周：电路设计与搭建- 第3周：电路调试与故障排除- 第4周：总结与评价本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，系统地组织了数字钟电路的理论知识与实践操作。
数字钟电路课程设计报告
一、设计任务和要求 (2)二、设计的方案的选择与论证（1）总体电路分析 (2)（2）仿真分析 (2)（3）仿真说明 (2)三、电路设计计算与分析 (3)（1）小时计时电路 (3)（2）分钟计时电路 (8)（3）秒钟计时电路 (9)（4）校时选择电路 (10)（5）脉冲产生电路 (10)（6） Multisim总原理图 (11)四、Protel99se的使用 (12)（1）SCH原理图 (12)（2）PCB原理图 (13)五、焊接 (13)（1）主要焊接仪器 (13)（2）焊接步骤 (13)（3）焊接理论依据 (13)六、调试 (13)（1）主要测试仪器 (13)（2）测试步骤 (14)（3）测试电路功能 (14)（4）整块电路的联调 (14)七、数字钟实物 (15)（1）正面的数字钟实物 (15)（2）反面的数字钟实物 (15)（3）工作中的数字钟实物 (16)八、总结及心得附录 (16)九、参考文献 (17)一、设计任务和要求实现24小时的时钟显示、校准。
具体要求：（1）显示功能：具有“时”、“分”、“秒”的数字显示（“时”从0~23，分0~59，秒0~59）。
（2）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。
二、设计的方案的选择与论证（1）总体电路分析总体电路设计是将单元电路模块小时计时电路、分钟计时电路、秒计时电路、校时选择电路，外接输入开关和输出显示数码管构成。
总体结构图如下：（2）仿真分析单击运行按钮，可观测仿真结果。
电路能完成显示计时、校时功能。
○1计时功能。
当开关J1、J2都处于断开时，给数字钟+5V的工作电压，数字时钟工作于计时状态。
此时，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。
当开关J1、J2处于导通状态时，给数字钟+5V的工作电压，数字时钟工作于同时校时校分状态。
数字钟课程设计
数字钟课程设计
设计任务及要求：
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. 了解面包板结构及其接线方法。
4. 了解数字钟的组成及工作原理。
5. 熟悉数字钟的设计与制作。
设计原理与参考电路:
一、数字钟的构成：主要有时钟电路、计数器、译码显示电路、
校时电路、报时电路、二分频电路、等构成。
如下图所示
为数字钟的总体结构：
1）时钟电路：
555定时器构成的多谐振荡器：主要由一块555集成定时器构成。
555它由比较器M1和M2、RS触发器、输出反相缓冲器、置0管T0和集电极开路的泄放三极管T1组成。
其一个周期T=0.7（R2+2R2）C。
时钟电路就是由555定时器构
成的多谐振荡器构成的。
其电路图如（1）下：
（1）
2）计数器：
其主要由60进制两个计数器、24进制一个计数器、构成，其所用芯片都是74LS90。
而74LS90是常用的二-五-十进制异步计数器。
其中60进制计数器如图（2）所示：
（2）
74LS90功能表如下：
而24进制计数器电路如图（3）所示：
（3）
计数范围为00~23 R0(1)、R0(2)、同为1，输出清0
3）译码显示电路：
计数器采用的马志不同，译码电路也不同。
CC4511BD是BCD—7段锁存/译码/驱动器，输入4线，能将输入4线BCD数值，经过锁存（或直接输入）译码后输出为数值的段信号，输出的段信号，可直接接驱动LED数码。
如下图（4）所示：。
电子数字时钟课程设计报告(完整实物图+原理图+web图)
数字电子钟的设计1. 设计目的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。
因此，我们此次设计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。
1.1设计指标1. 时间以12小时为一个周期；2. 显示时、分、秒；3. 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2. 功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3. 功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。
用555实现多谐振荡，需要R1，R2和电容，并接+5V的直流电源。
92数字电路课程设计数字闹钟PPT课件
➢ 译码显示电路设计
➢ 校时电路的设计
➢ 定时控制电路的设计
➢ 正点报时电路的设计
➢ 报整点时数电路的设计
➢ 触摸报时电路的设计
11
1．振荡器的设计
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。一般来说，振荡器 的频率越高，计时精度越高。
26
用2片74LS90组成24进制计数器
QD QC QB QA
S9(1) 74LS90
S9(2) CPB
CPA
R0(1) R0(2)
计数范围为 00～23
QD QC QB QA
S9(1) 74LS90
S9(2) CPB
CPA
R0(1) R0(2)
CP
R0（1）、R0（2）同时为1， 输出 清0
30
向分计数器进位 数字或小钟“时电12计路翻计计数系1数时”器统规器出分向按由律路振的现计小荡 照主计进输器误数时2体数行出4差器计电校经时计数路时译可满器和和分 码以6进频 扩校0器器 用位后展分送校电显时路示电两器大部分所组成
10
三、单元电路的设计
➢ 振荡器的设计
➢ 分频器的设计
➢ 时、分、秒计数器的设计
设计题目 数字闹钟电路设计
1
目录
课程设计要求 数字钟的功能要求 数字钟电路系统的组成方框图 单元电路设计 整机电路
2
课程设计要求
课程设计过程
理论设计阶段
硬件电路实验阶段
实验报告及答辩阶段
应达到的基本要求
独立完成实验的理论设计；
学会查阅技术手册和文献资料；
进一步熟悉常用集成电路的设计方法；
数字钟电路设计教案
授课日期
班级
专业
教学内容
数字钟电路设计
教学目的
１、巩固、扩展已学的数字逻辑电路的知识；
２、会将所学知识综合应用于实际的电路设计，学会查阅集成电路手册，正确选择和使用集成器件。
３、学会检查所搭接电路中出现的故障，积累一定的解决问题的能力和经验
重点难点
重点：秒信号发生器，计时电路的设计
一、主要技术指标
包括：CD4060, CD4013, CD4518, CD4511, CD4069, CD4011,共阴数码管，CD4081(四-2输入与门)。
五：课程设计成品要求
1.写出课设报告
2.画出数字钟电路接线图（3#图纸）
3.在面包板上搭接整机接线原理图，作，接好电路之后，再接通电源进行测试。
译码/驱动/显示电路选用CC4511(七段BCD显示译码器)芯片，CC4511输出高电平有效，Iomax=25mA
图3
图4六十进制原理图
将秒，分，时计时电路中的各位输出端Q4Q3Q2Q1信号分别作为各块CC4511的代码输入信号，对应接入DCBA端，而CC4511的七个输出端a~g分别对应接入共阴数码管各段。如秒个位计时电路与CC4511的连接如图5所示。
图5
另外，在实际接线时，要注意CC4511各功能引脚的正确使用。
由于CC4511为输出高电平有效，可以选用5101AE共阴数码管，在CC4511输出端与数码管之间串联限流电阻R.
四：课程设计知识准备
1.熟悉振荡器，计数器，分频器，译码驱动显示电路的工作原理。
2.熟悉七段数码管的结构及工作原理。
3.查阅数字集成电路手册，选取并熟悉各集成电路的引脚排列，功能及使用注意事项。
①石英晶体振荡器的设计
数字钟电路设计数电课设精
目录
数字钟的功能要求 数字钟电路系统的组成方框图 主体电路设计 功能扩展电路的设计 整机电路 MCU控制的数字钟
一、数字钟的功能要求
1、基本功能 准确计时，以数字形式显示时、分、
秒的时间； 小时的计时要求为“12翻1”，分和
秒的计时要求为60进位； 校正时间。
2．仿广播电台正点 表秒个位计算器状态 报时电路的设计
仿广播电台正点报时电路的 功能要求是：每当数字钟计时 快要到正点时发出声响，通常 按照4低音1高音的顺序发出间 断声响，以最后一声高音结束 的时刻为正点时刻。
2．仿广播电台正点报时电路
的设计（续）
设4声低音(约500Hz)分别发生在59分51秒、 53秒、55秒及57秒，最后一声高音(约1kHz) 发生在59分59秒，它们的持续时间均为1秒。 如表所示。 由表可得：Q3S1 =“0” 时500Hz输入音响； Q3S1 =“1” 1kHz输入音响。
各使能端功能简介如下（续）：
/BI 静态灭零输入使能端。只要BI＝0，不论输入 A3A2AlA0为何种电平，译码器4段输出全为低电 平，显示器灭灯(此时/BI／RBO为输入使能)。 / RBO 动态灭零输出端。在不使用/BI功能时，BI／ RBO为输出使能。该端主要用于多个译码器级联 时，实现对无意义的零进行消隐。实现整数位的 零消隐是将高位的RBO接到相邻低位的RBI，实 现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的 RBI。
6
M S1 M S2 Q 0
12
7
Q1 9
2
MR1 Q2 MR2 Q3
81 1
3
C LK 0
1 4 C LK 1
1
1 3 a4
7 A
电工课程设计数字钟
多功能数字钟设计1．系统框图图1 多功能数字钟系统框图2.主体电路的设计主体电路是由功能部件或单元电路组成的。
在设计这些电路或选择部件时，尽量选用同类型的器件，如所有功能部件都采用TTL集成电路或都采用CMOS集成电路。
整个系统所用的器件种类应尽可能少。
2.1 电路构成⑴振荡器电路产生震荡周期为一毫秒的标准秒脉冲⑵分频器电路分频器电路将1000hz的高频方波信号经3次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也就是计数器。
⑶时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为12进制计数器。
⑷译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
⑸数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED 数码管。
（6）在小时校正时不影响分和秒的正常计数。
在分校正时不影响秒和小时的正常计数。
校时方式有“快校时”和“慢校时”两种，“快校时”是，通过开关控制，使计数器对1Hz的校时脉冲计数。
“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲。
2．2 方案比较方案一：首先构成一个555定时器产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS90采用清零法分别组成六十进制的秒记数器、六十进制分记数器、由74LS74、74LS191构成十二进制时记数器。
使用74LS48为驱动器，数码管作为显示器。
图2.2.1 555多谐振荡器电路图2.2.2 方案一电路图方案二:首先构成一个石英晶体振荡器产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由 74LS190采用置数法分别组成六十进制的秒记数器、六十进制分记数器，十二进制时记数器采用清零法。
用反相器与石英晶体构成的振荡电路如图2所示。
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一、概述
现今，酒店已成为生活中不可缺少的一部分，是很多旅行者休息的场所。
该课程设计是关于简易酒店客房控制器的设计，主要包括四个方面，24小时时钟的设计，客房服务控制，客房照明控制以及简易稳压直流电源的设计。
数字钟实际上是两个60，一个24进制的计数电路。
由于计数的起始时间有时不与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。
稳压电源的设计是将220v的交流电转换5v的直流电，既可以给多谐振荡器供电，又可以给照明，客房服务进行控制。
二、方案设计
通过对简易酒店客房控制器设计要求的分析，知道设计应分为4部分：24小时时钟设计、稳压直流电源设计、客房服务控制、客房照明控制。
原理方框图如图1所示：
图1 简易酒店客房控制器原理方框图
1、直流稳压电源
变压器将220v交流电降到12v，再通过桥式整流电路，实现整流，然后经过电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V电压。
其原理框图如图2所示：
图2 直流稳压电源原理框图
2、24小时可控数字时钟
通过分析，可知需要以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
通过对24小时可控数字时钟仔细分析，可知它由二个60进制计数器，一个24小时计数器，6个显示译码器，6个数码管及3个校正电路组成。
由555多谐振荡器发出1HZ的秒脉冲信号，传给第一个60进制计数器，然后依次传给第二个60进制计数器，24进制计数器，通过译码显示给数码管，从而读出时间。
值得注意的是：任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。
24小时可控数字时钟原理框图如图3所示：
图3 24小时可控数字时钟原理框图
3、客房服务控制
通过开关输入信号从而控制“请即清理”，“请勿打扰”。
其原理框图如图
4所示：
图4 客房服务控制
4、客房照明控制
把220V交流电降到直流稳压电，给灯泡供电，再通过开关控制灯泡的亮灭。
从而实现4路照明控制。
其原理框图如图5所示：
图5 客房照明控制原理框图
三、电路设计
1、24小时可控数字时钟
（1）多谐振荡器电路
本电路是能产生1HZ 矩形波的多谐振荡器，这里选用由555构成多谐振荡器，输出频率为 2
ln 2)221(11C R R T f +== （1-1） 令C1=10nf ；C2=10uf ；得到 R1=29K ；R2=57K ；
其电路图如图6所示，3端和C1端的波形如图7所示：
图6 由555构成的多谐振荡器的电路图
直流稳压电源 灯泡4
灯泡3
灯泡2
灯泡1
4路开关
图7 多谐振荡器的波形
由图可知T2-T1=1.002s约等于1s，满足课设要求，所以由多谐振荡器为计数器提供秒脉冲信号。
（2）时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器.
秒计时器：输入1HZ的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向分计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。
分计时器：接收秒计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。
时计时电路：接收分计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，想十位计数器输送1个CP脉冲，当十位计数器达到“2”，同时个位计数值为“3”时，将计数器清零。
可采用16进制计数器74161和10进制计数器74160来实现时间计数单元的计数功能。
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q4、Q3、Q2、Q1立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q4、Q3、Q2、Q
1的状态分别与并行数据输入端P4，P3，P2，P1的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP 脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO ，其逻辑关系是CO= Q1·Q2·Q3·Q4·CET 。
图8为74LS161构成的10进制计数器：
图8 74LS161构成的10进制计数器
（3）数码管与译码器
计数器实现了对时间的累计以8421BCD 码的形式输出，用7448七段显示译码器与数码管相连构成显示器，如图9所示：
图9 显示电路图
秒脉冲信号
7段数码管
5V
高
电平
计数
器
2、直流稳压电源
先用变压器实现降压；再通过桥式整流电路，实现整流；然后经过 2.2mf 电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V电压。
稳压器上加上二极管起到保护电路的作用，为了减少纹波电压，在控制端加上电容C7。
稳压电源电路图如图10所示：
图10 稳压电源电路图
3、客房服务控制
本电路是通过用控制灯来显示“请勿打扰”，“请即清理”这几项功能。
电路中连入5v稳压电源，用单刀双掷开关来控制灯亮灭。
平时开关朝向“请勿打扰”，只有当需要时才朝向“请即清理”。
电路如图10所示：
图11 客房服务控制电路图
客房照明系统，直接5v直流电压与灯泡相连实现客房照明，用开关进行控制。
电路如图12所示：
图12 客房照明控制电路图
四、性能的测试
1、数字时钟性能测试
图13 数字钟性能测试图
通过运行，由图13可知数字钟显示的时间为11时16分52秒。
2.稳压电源测试
仿真可知输出电压为直流稳压电4.999v。
稳压电源测试图如图14所示：
图14 稳压电源测试图
客房服务控制测试图如图15，图中显示为请即清理。
图15 客房服务控制测试图
4、客房照明控制
客房照明服务控制如图16，图中4个灯泡显示状态为亮。
图16 客房照明服务控制测试图
五、结论
实验结果完全符合课设的设计要求，系统可以稳定的实现24小时可控数字时钟的显示，客房服务控制，客房照明控制等功能。
六、性价比
本电路采用的是最基本的电子元器件并且都可以在世面上买到，而且都不贵。
本课设的电路原理简单，易于理解，操作方便。