数电课程设计电子时钟

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1、课程设计说明书第13页数字电子钟设计摘要数字钟被广泛用于个人家庭,车站,码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运用超过老式钟表,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。数字电子钟一般由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路等组成。秒信号是整个系统的时基信

2、号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将秒信号送入秒计数器，它是六十进制计数器。每累计六十秒发出一个“分脉冲”信号，这个信号作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也是六十进制计数器，它每累计六十分钟，发出一个“时脉冲”信号，此信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用二十四进制计数器，可以实现一天二十四小时的累计。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。校时电路是用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。本文通过对CD4060、CD4013、74LS160、74L

3、S48和晶体振荡器的基本原理和基本功能的介绍，结合数字电子钟的设计过程让我们对电子钟的设计有了清楚的认识。关键词：数字钟，晶体振荡器，计数器，CD4060,74LS160课程设计说明书第13页目录课程设计说明书第13页1绪论11.1.课题描述11.2.基本工作原理与框图12各部分电路原理及器件简介22.1秒信号产生电路22.2进制计数器电路42.2.174LS160功能简介42.2.260进制计数器42.2.324进制计数器52.3译码显示电路62.3.1CC451162.3.2译码显示电路图72.4校时电路82.4.1校时电路功能简介83方案的选择103.1时钟信

4、号源103.2分频器的实现103.3译码显示器10总结11致谢12参考文献13课程设计说明书第13页课程设计说明书第13页课程设计说明书第13页1绪论1.1.课题描述在科技高速发展的今天，钟表业运用当今材料工业、电子工业和其他领域的最新技术，一定会生产出代表中国科学水平的产品。我们希望钟表业的精英们在提高制造技术水平中不断创新，培育出拥有自主知识产权的品牌。这正是中国钟表业发展的希望。数字钟被广泛用于个人家庭,车站,码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运用超过老式钟表,钟表的数字化给

5、人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。本课题所设计的电子时钟是一个最基本的数字钟。1.2.基本工作原理与框图数字电子钟要想最终设计成功必须要有精确而稳定的秒信号产生，通常先用石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过整形、分频产生1Hz的秒脉冲。分频用CD4060分出2Hz的脉冲，再用CD4013分出1Hz的脉冲。然后1Hz脉冲经过校时电路送到秒计数器的个位，秒计数器是由

6、两块74LS160组成的六十进制计数器，其十位TC接校时电路。校时电路的CP1接分计数器个位的CLK端，分计数器也是由两块74LS160组成的六十进制计数器，分计数器的十位的TC端接入校时电路。校时电路的CP2接时计数器的CLK端，分计数器是由两块74LS160组成的二十四进制计数器。校时电路的S1、S2、S3控制“校时”、“校分”和“校秒”。各个计数器分别接译码器，各个译码器分别接显示器。电路的基本原理就是这样，下面我将介绍各个模块的具体功能及原理。以下是我在下面整合的全电路原理图。课程设计说明书第13页图表12各部分电路原理及器件简介2.1秒信号产生电路这部分电

7、路现有石英晶体振荡器产生32768Hz的脉冲，经过CD4060经过十四次分频后产生2Hz的脉冲。再经过CD4013产生1Hz的脉冲。原理比较简单。CD4060是十四位二进制计数器。它内部有十四级二分频器，有两个反相器。RST为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。在CIN下降沿，计数器以二进制计数。CIN、分别为时钟输入、输出端。电源电压范围为3V～15V，输入电压范围为0V～VDD。它有十六个引脚，Q4～Q10、Q12～Q14为计数器输出端。VDD接正电源，Vss接地。其引脚图如下所示：课程设计说明书第13页图表2CD4013A为双D触发器，在CLK上升沿有效