数字电子时钟课程设计报告

“电子技术”课程

设计报告

设计题目：数字电子时钟

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学号：***********

班级：电自1104班

指导老师：张橙

目录

一、摘要 (3)

二、电路仿真与设计 (3)

2.1 设计目的 (3)

2.2 设计内容和要求 (3)

2.3 数字电子钟基本原理 (4)

2.3.1、方波发生器 (4)

2.3.2、设计计时电路 (6)

2.3.3、显示电路 (7)

2.3.4、校准电路 (8)

2.3.5、整点报时电路 (9)

三、存在的问题 (9)

四、心得与体会 (9)

附录：

参考文献

原理图

一、摘要

数字钟已成为人们日常生活中不可少的必需品，给人们的生活，学习，工作带来极大的方便。本文介绍的数字钟是一种利用数字电路来显示时、分、秒的装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，性能稳定，显示直观，无机械传动装置等特点。

数字电子钟由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。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555构成的振荡器或石英晶体振荡器加分频器来实现。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，可以实现一天24h的累计。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

关键字：

计数器；译码器；显示器；校时电路

二、电路仿真与设计

2.1 设计目的

1、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法

2、了解数字电子钟的组成及工作原理

3、熟悉数字电子钟的设计与制作

2.2 设计内容和要求

1、以24小时为一个计数周期；

2、具有“时”、“分”、“秒”数字显示；

3、数码管显示电路；

4、具有校时功能；

5、整点前10秒，数字钟会自动报时，以示提醒；

6、用EWB或PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；

2.3 数字电子钟基本原理

数字电子钟的逻辑框图如图1所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

555方波

发生器

图1

2.3.1、方波发生器

首先设计一个秒脉冲产生电路，可采用555定时器构成多谐振荡器。通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数大小，使555定时器输出一个固定频率为1HZ的方波；

用555定时器组成的多谐振荡器如图2(a)所示。接通电源后，

电容C 被充电，当c V 上升到 32cc V 时，使0V 为低电平，同时放电三极

管T 导通，此时电容C 通过2R 和T 放电，c V 下降。当c V 下降到 3cc V

时，0V 翻转为高电平。电容器C 放电所需的时间为

当放电结束时，T 截止，cc V 将通过1R 、2R 向电容器C 充电，c V 由 3cc V 上升到 32cc V 时所需要的时间为

当c V 上升到32cc V ，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图2(b)。

其振荡周期为

()C R R t t T ph pl 2127.0+=+= 其振荡频率为

()C R R t t ph pl f 21243.11++≈=

为了产生1Hz 的脉冲，可以使

KΩ=201R ，KΩ=5.612R ，uF C 10=

图2

C

R CIn R t pl 227.02≈=()()C

R R C R R t ph 21217.02ln +≈+=

仿真电路图如图3

所示：

图3

2.3.2 设计计时电路

计时电路即是计数

电路，通过计数器集成

芯片74hc192等完成对秒脉冲的计数，其中要重点考虑所选择的计数器芯片的进制问题。秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0，秒钟十位进1，秒钟计到59，进60时，秒钟回00，分钟进1…，以此类推，完成全部计时设计。

图4

如图4所示，该电路为秒计数电路图。可知，采用2片

74HC192分别作为秒的个位和十位，秒个位计数器的时钟脉冲由555方波发生器产生。从0,1……计数到9时，up再来一个上升沿TCU 产生溢出（低电平有效），送到秒十位计数器up产生一个脉冲，从而秒十位加1计数。当秒钟计数到59，进60（0110 0000）时，秒十位计数器Q1，Q2为高电平，经与非门送到计数器的置数端PL （低电平有效）使计数器置零。以此类推，分计数器（60进制）和时计数（24进制）也是同样的原理在此不一一解释。

2.3.3、显示电路

根据EWB或PROTEUS元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制）、有8个引脚的（显示8段位码，需要添加译码芯片），完成计数结果的输出显示。

如图5所示，对计数器输出的数据通过4511芯片译码显示在7段数码管上（图采用的是共阴极7段数码管）。

图5