电子钟课程设计.docx

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电子钟课程设计

数字电子课程设计

——多功能数字电子钟

指导教师：

邬春明李蕾

班级：

通信081

姓名：

姜雪

学号：

0806220105

1、设计名称

多功能数字电子钟设计

2、设计任务及要求

1、要求：

（1）有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能。

（设计秒脉冲发生器）

（2）有整点报时功能（选做上下午、日期、闹钟等）。

（3）用中小规模集成电路及模拟器件实现。

（4）供电方式：

5V直流电源。

2、任务：

（1）画出数字电子钟的电路图

（2）用EWB进行仿真

（3）撰写设计说明说及要求

3、设计方案选择及论证

1、方案设计

一个基本的数字电子钟电路只要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。

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、电路组成。

首先由时钟源产生一秒钟的振荡周期，有74LS90采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、二十四进制时计数器。

实用时钟源的输出作为秒计数器的CP秒冲，把秒计数器的进位输出作为分计数器的CP脉冲，分计数器的进位输出作为时计数器的CP脉冲，实用LED显示器进行显示。

2、数字电子钟基础电路

秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定时系统的精度，将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用六十进制计数器，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”也采用六十进制计数器，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”采用二十四进制计数器，可实现对一天24小时的累计。

译码器现实电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过LED七段显示器显示出来。

3、数字电子钟的构成

数字点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（北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，图1.1所示为数字电子钟的总体电路框图。

图1数字电子钟总体电路框图

4、数字电子钟工作原理与电路设计

（1）信号发生器：

用时钟源产生1Hz的秒脉冲信号，如图1.2。

图2时钟源

图3时钟源在OUT端产生1Hz的脉冲示波图

（2）时间计数器电路

数字电子钟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以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24进制计数器。

利用两片74LS90组成的六十进制计数器如图1.4与1.5所示，通过反馈端控制清零端清零，其中个位接成十进制形式，十位接成六进制形式，秒和分计数均由六十进制递增计数来完成。

个位同样接成十进制形式，十位通过外部连接，向显示屏间隔地输出“0”与“1”，组成二十四进制递增计数器，构成时间计数器——时电路，如图1.6。

图4时间计数器——秒电路

图5时间计数器——分电路

图6时间计数器——时电路

（3）整点报时电路

当分秒同时出现“0”时灯亮，电路如图1.7与1.8所示。

图7未报时

图8整点报时

（4）校时电路

将时、分电路的计数器直接接到振荡器，再分别有开关“A”与“S”控制电路的接通和断开，实现调时、调分。

图9校时电路

4、仿真过程及结论

1、系统仿真电路图

图10完整电路图

图11系统仿真电路图

2、运行结果

当秒的开关接由时钟源直接产生的1Hz信号，分、时的开关接来自秒、分的进位时，LED显示器可以准确现实00：

00:

00——23:

59:

59,24小时制的时间计数。

通过对时、分两开关即【A】、【S】调节，可分别实现校准的功能，当时间显示为整点时，即**：

00：

00时，由整点报时电路可报时，在此电路中为彩色指示灯变为红色。

5、元件列表

器件

型号、类型

数量

异步加法计数器

74LS90

6

电源

5V直流

3

LED七段显示器

1206

6

时钟源

1

指示灯

1

与门

7408

4

或非门

CD4078

2

单刀双掷开关

HMC544

2

导线

若干

6、仿真中出现的故障及解决方案、

在设计的过程中还是出现了比较多的问题，出现最多的问题就是连线问题，线路比较多，连接也很复杂，通过变换不同颜色逐步检查更正，在校准电路时，开始不会应用开关进行校时，后来在老师的帮助下解决了这个问题。

7、收获体会

在这次课程设计中我学到了很多东西。

首先，怎么样去查阅资料，收集与课设要用的有关的知识。

其次，要完成一件工作，还得专心致志才行，细心耐心、第三，遇到困难要冷静，要多想解决办法，多尝试。

通过这次实验，我也进一步熟悉了数字电路的设计与特点，同时也基本掌握了74LS系列的集成对秒、分、时及其进位的实现，而且让我了解了电路设计的基本思路，增强了实践动手能力，理论结合实际的能力加强。

除此之外，我还深深地认识到严谨、认真的科学态度在科学实验中发挥的重要作用。

数字电子钟的原理比较简单，但是它的组成部分多，电路连接有些复杂，出现问题后分析起来比较困难，所以我养成了完成一个部分就调试检查一个部分，确保正确在进行下一步工作，出现了问题只要在为检验的部分查寻就可以很快找出，效果不错。

8、参考文献

【1】阎石数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社

【2】周常森电子电路计算机仿真技术山东科学技术出版社

【3】高吉祥电子技术基础实验与课程设计电子工业出版社