电子数字时钟课程设计

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1、数字钟的设计与制作摘要：本次的课程设计是关于一款高精度低功耗成本的实用数字时钟的。数字时钟在人们的生活中也被广泛应用。例如：电子手表，电子计时器等。所谓数字时钟，是指利用电子电路构成的计时器。相对机械中而言数字钟能达到准确计时，并显示小时、分、秒，同时能对该钟进行调整。在此基础上，还能够实现整点报时，定时报闹等功能。设计的过程采用系统设计的方法，先分析任务书，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。本文针对简易数字时钟的设计要求，提出了两种整体方案。经过详细设计，我们的一种方案进行了用元器件在电路板上实现了。而另一钟方案在p

2、rodues下仿真。研究目的：为了方便人们的生活研究方法：（1）文献研究法：搜索相关的文献资料（2）实验法：通过实际的动手实验，发现相应的不足和难点，然后加以完善和补充。结果：完成了一个数字电子时钟关键词：数字电子时钟；校时；子系统8一、设计的目的1、巩固和加深学生对模拟电子技术，数字电子技术等课程基本知识的理解，综合运用课程中所学到的理论知识去独立完成本设计课题。2、针对设计任务的要求，学会查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。3、通过对设计任务中“功能要求、技术要求、工艺要求”的分析，比较并选择最佳方案，对最佳方案进行论证，计算和选用元器件。通过电路组装，调试和检测环

3、节，完善设计方案并掌握电路的分析方法和设计方法。4、熟悉常用电子元、器件的类型和特性，并掌握合理选型的原则。5、掌握运用ProtelDXP2004来设计电路原理图、PCB图的方法，学会电路的安装与调试。6、掌握常用电子仪器、仪表的使用方法，学会电路整机指标的测试方法。二、设计的要求1、数字钟的功能要求：以数字形式醒目显示时、分、秒的时间，小时计时要求为“满12进1”，分和秒的计时要求为“满60进1”，要有时间校准功能。2、技术参数要求：(1)24小时的计时误差优于0.5秒;(2)十位数字显示有灭零功能，整机工作电流低于150mA。(3)整机制作成本低于25元。3、工艺要求：（1）重量较大的元

4、、器件，安装时应留足固定支架的空间，或装在底板上，对一些发热元、器件应考虑散热的方法，热敏元件应远离发热元件。（2）在印制板上应留出定位孔及固定支架所占用的位置。（3）按照电路的信号流程来安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持方向一致。元、器件之间的连线应尽可能缩短，以减少它们间的分布参数和相互间的电磁干扰。8（4）对某些电位差较大的元、器件或导线，应加大它们之间的距离，以避免放电引出意外短路，带高电压的元、器件应尽量布置在调试时手不易触及到的地方。（5）对可调元、器件的布局应考虑到整机的结构要求，其位置布局应方便于调整操作。（6）印制导线的拐角应弯成圆角或450

5、角，直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能。（7）电路中的输入及输出印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生干扰，在这些导线之间的空间最好安装一根隔离线接地。三、设计的内容1.电路的工作原理4000系列CMOS门电路芯片具有零静态功耗和电源电压范围宽（3～15V）、输出电压可以达到全摆幅、输入端几乎不取电流、抗干扰能力强、价格低廉等优点。一款由4000系列CMOS门电路芯片构成的“高精度低功耗低成本数字时钟”可使整机元器件成本降低到不足15元的水平，其电路原理框图、电路原理图和单面印制电路板（PCB）图分别如图1（a）、（b）、（c）所示。从图1（a）知，电路由1HZ脉冲产生电路

6、，60分频的“秒/分”计数电路、12分频的“小时”计数、译码、驱动、显示电路，时间校准电路，数码管“小时/分”与“秒”循环显示控制及夜间工作在节电模式时的亮度自动控制电路等6部分组成。从图1（b）知，本设计使用芯片数最少、计时准确、动态显示的节电工作方式（耗电量仅为静态显示模式的1.8％）、调试方便、时间校准方便。电路中的振荡器XT为目前多数石英晶体电子表中使用的频率为215=32768HZ的石英晶体，经IC2（CC4060）组成的14级2分频和IC3A（CD4518）组成的一级2分频后可得到1HZ的“秒”脉冲信号。它具有特别高的精度，误差为±5ppm，24小时计时误差小于0.5秒钟。60进

7、制的“秒”和”分”计数、译码、锁存、驱动及显示电路分别由IC11（CD4033）、IC10（CD4033）、IC4A（CD4518）、IC5A（1/4CD4081）、数码管DS5、DS6和IC8（CD4033）、IC9（CD4033）、IC4B（CD4518）、IC5B（1/4CD4081）、数码管DS3、DS4构成。12进制的“小时”计数、译码、锁存、驱动及显示电路由IC6（CD4033）、IC7（CD40