多功能数字钟设计论文

中国矿业大学徐海学院

电子技术综合设计

姓名：学号：

专业：

题目：多功能数字钟

专题：电子技术综合设计

设计地点：电工电子实验室

设计日期： 2013 年11月11日至12月26日

成绩：指导教师：

年月

徐海学院11届电子技术综合设计报告第 1 页电子技术综合设计任务书

学生姓名专业年级学号

设计日期：2013 年11月11 日至2013 年12 月26 日

设计专题：电子技术综合设计

设计题目：多功能数字钟

设计内容和要求：

1. 主要内容：

①用CC4518双四位BCD同步加计数器设计60秒、60分、24小时归0

的计数电路

②用CC4511 七段译码驱动/锁存器及LG5011AH共阴数码管设计译码及显示电路

（数码管需加限流电阻）

③用555设计CP脉冲源(f=1KH)

④具有系统校准功能

2. 整体电路原理图

60秒、60分、24小时---- 计数、译码、显示电路

3. EWB仿真图

60秒、60分、24小时---- 计数、译码、显示电路

4. 设计原理图

用PROTEL99设计原理图

5. 设计PCB版图

用PROTEL99设计PCB板图

6. 功能扩展要求

设计：①定点报时功能②12小时归1计数电路

指导教师签字：年月日

本次课程设计为多功能数字电子钟，主要由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。其目的是为我们更好的掌握硬件电路组成的应用知识，有助于提高我们的动能力，同时加深对知识的了解，也是为我们的毕业设计打下基础，加强知识的综合应用。

主板部分，是以4518计数器生成出60和24进制的计数器然后利用4511解译码器将数字显示在数码管上，进而设计了一款简易数字时钟。该时钟系统主要计数、编码、译码、显示等四路模块组成。并通过用555构成多谢震荡器，实现（f=1HZ）秒脉冲信号发生器，能够较准确显示时间（显示格式为时时：分分：秒秒，24小时制），可随时进行时间调整。同时利用了D触发器和与门的结合解决了初始状态下低位不是0的情况。

通过这一个阶段的对知识点的了解更加明确，同时也明确一些理论知识的用处，在这个过程中需要多方面的知识，还需要大量的查阅资料，再把自己的所学知识综合应用，这样才能达到预期的结果。

关键字：数字钟；计数器；译码器；数码管显示；555定时器

目录

1 数字钟电路的设计 (4)

1.1数字钟设计方案图 (4)

1.2技术指标 (4)

1.2.1基本功能 (4)

1.2.2扩展功能 (4)

1.2.3提高功能 (4)

1.3器件选择 (4)

2 数字钟电路设计 (5)

2.1原理框图 (5)

2.2秒脉冲发生器设计 (5)

2.2.1 NE555芯片介绍 (5)

2.2.2 NE555构成多谐振荡器 (5)

2.3秒、分、小时计数电路 (7)

2.3.1 CC4518双BCD同步加法计数器 (7)

2.3.2用CC4518构成60进制、24进制计数单元电路 (7)

2.4译码显示电路 (8)

2.4.1 CC4511 7段锁存/译码/驱动器 (8)

2.4.2 LC5011-11 LED/7段（共阴极）数码管 (9)

2.5校时电路 (10)

2.6扩展功能 (11)

2.6.1闹时功能 (11)

2.6.2定时报时功能 (12)

图2-15 定时报时电路 (12)

3 实验中遇到的问题及解决方法 (12)

3.1 EWB仿真中的问题及解决方法 (12)

3.3焊接中问题及解决方法 (13)

4 电路元件清单 (13)

4.1主板电路清单 (13)

4.2扩展板电路清单 (14)

5 实验总结 (14)

6 参考文献 (14)

7 附录 (15)

7.1数字钟电路原理图 (15)

7.3数字钟电路Protel设计图 (18)

7.4印刷电路板的元件分布图 (19)

7.5印刷电路板的布线图 (19)

7.6 12归1计数电路仿真图 (20)

1 数字钟电路的设计1.1数字钟设计方案图

图1-1 数字钟设计方案图1.2技术指标

1.2.1基本功能

实现60秒、60分、24小时的计数、译码、显示；

具有校准功能；

自带秒脉冲信号发生器

1.2.2扩展功能

定时控制（时间自定）

仿广播电台整点报时

触摸报整点时数

自动报整点时数

1.2.3提高功能

小时的计数要求为“12归1”

1.3器件选择

计数电路：用CC4518计数器

译码电路：用CC4511译码器

显示电路：用LG5011AH共阴数码管

秒脉冲信号发生器：①用555构成多谐振荡器；②选用32768Hz的晶振构成振荡电路，然后经过CD4060的14级分频分出2Hz，再经过CD4040的2分频分出秒脉冲。

2 数字钟电路设计

2.1原理框图

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（如北京时间）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。下图所示为数字钟的一般构成框图。

图2-1 数字钟的原理框图

2.2秒脉冲发生器设计

2.2.1 NE555芯片介绍

表2-1 引出端功能符号说明

图2-2 NE555管脚图

2.2.2 NE555构成多谐振荡器1、NE555构成多谐振荡器原理图符号功能符号功能TR低触发端TH阀值端OUT输出D放电端R复位

CC

V控制电压