多功能电子表设计说明书

目录

1 多功能电子表设计目的及意义

2多功能电子表设计内容

（1）总体设计方案简介

（2）单元电路设计

（3）总电路图

（4）软件设计，编程思路，给出流程图，程序清单（附注释）（5）仿真结果

3 结果分析

4 设计总结

5设计心得

参考文献

附录

1.多功能电子表设计目的及意义

1.1多功能电子表设计目的：

目的：学生通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合，提高学生的动手能力，加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础。

1.2多功能电子表设计意义：

意义：

2.多功能电子表的设计内容

2.1总体设计方案简介

1.功能简介及摘要

多功能电子表是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS160(10进制计数器)74LS00(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。

2.设计流程

多功能电子表一般由振荡器、分频器、译码器、显示器等部分组成。这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。多功能电子表的基本计流程框图如下所示;

图1 结构框图

3.各部分功能说明

1、振荡器

振荡器是多功能电子表的核心，它的作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器分成秒脉冲，即“秒”时间脉冲。因此正当其频率的精度与稳定度基本决定了多功能电子表的质量。

为了产生稳定的时间标准信号，一般采用石英晶体振荡器。从多功能电子表的精度考虑，晶体振荡频率越高，秒针的时间精度越高。但这会使振荡器的耗电量增大，分频器的级数也要增多，所以在确定频率时，应当天考虑这两方面因素，然后再选用石英晶体振荡器型。

2、分频器

振荡器产生的时间标准信号频率很高，要使它变成用来计时的“秒”信号，需要一点过级数的分频电路。分频器的级数和每级分频次数要根据时间标准频率来决定。目前，适应电子表多采用32768（215Hz）的时间标砖信号。用N位二进制计数器进行分频后，要得到秒脉冲，可令N=15即可。也就是说，经过十五级二分频即可得到周期为1s的秒脉冲信号。

3、计数器

有了秒脉冲信号，可以根据60s为1min，60min为1h，24h为1d进位制。分别选定秒、“分”、“时”的计数器。从这些计数器的输出可以得到1min、1h和1d的时间进位信号。在“秒”计数器中，因为是六十进制，通常用两个十进位制计数器的集成片组成，其中，“秒”个位应是十进制，“秒”十位应是六进制。可以采用反馈归零发的方法变成“秒”十位为六进制，实现“秒”的六十进制。“分”计数器组成完全相同，不再重复。只是“时”计数器虽也用两个十进制计数器，但需采用反馈归零方法实现二十四进制计时电路。

4、译码显示电路

因为计数器全部采用8421BCD码十进制级数集成芯片，所以“秒”、“分”、“时”的个位和十位都有4个状态输出端（QA、QB、QC、QD）。将计数器这些输出端接至专门设计制造的译码电路，即可产生去的七段数码显示器的信号。

5、校时电路

当刚接通电源或者时钟走时出现误差，都需要进行实践的校准。校时电路的基本原理就是将0.5s的脉冲信号（可由分频器的第14级分频输出端直接获得）直接引进“时”计数器，同时将“分”计数器置“0”。在“时”的只是跳到需要的数字后，再切断“0.5”信号，让计时器正常工作。校“分”电路也是按此方

法进行的。

6、整点报时电路

多功能电子表显示整点时，能及时报时。要求每当“分”和“秒”计数器计数带59min50s 是，驱动音响电路，在10s 内自动发出5次鸣叫声，每隔1s 鸣叫一次，每次叫声持续1s ，而且前4声低，最后1响高，正好报告整点。

2.2 单元电路设计及计算

1.晶体振荡电路：

振荡频率

01f kHz =。P R 为可调电位器，微调P R 可以调整振荡器的输出频率0f 。电路的振荡周期0121T t t ms =+=，其中1222222

0.7(),0.7P t R R R C t R C =++=。如果选定脉冲占空比100.6t q T =

=，则100.60.6t T ms ==，2010.4t T t ms =-=。若选

择电容20.1C F =μ，则3

22620.4100.70.7t R k C --⨯==Ω=5.71Ω⨯0.1⨯10，取标称阻值

2 5.1R k =Ω。由此可取10.32P R k R k =Ω,=Ω。

555定时器构成多谐振荡器长生的1kHz 震荡频率，需要用3片74LS90组成的十进制计数器进行级联后分频，每片均为十分频电路，经过3片74LS90级联后，可获得周期为1s 的脉冲信号，如图所示。

图2 555振荡电路

2.分频器电路：

74LS90是二，五，十进制异步加法器，用三片74LS90可以构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。

图3 分频电路

3.分秒功能60进制计数器电路：

采用异步时序电路控制，在十位计数到5时，下一个脉冲一到来就置数。

图4 60进制计数器

如果清零脉冲比较窄，有可能使计数器出现误动作，此时，可在门电路输出端增加延时触发器，将清零脉冲展宽。

4.计时功能24进制计数器：