数字电子钟逻辑电路设计

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※***级电子科学与技术专业数字电子技术课程设计************数字电子技术课程设计报告书课题名称数字电子钟逻辑电路设计姓名学号院、系、部专业指导教师2012年月日6一、设计任务及要求设计任务：用中、小规模集成电路设计一台能显示星期、时、分、秒的数字电子钟，自己制作时钟源，并具有整点报时功能。要求：1、秒、分为00～59六十进制计数器；2、时为00～23二十四进制计数器；3、周显示从1～7为七进制计数器；4、整点报时。整点报时电路要求在整点前呜叫五次；5、可手动校时：能分别

2、进行秒、分、时、日的校时；6、由555定时器电路产生1KHz标准脉冲信号，并分频得到1Hz秒脉冲信号；7、采用proteus软件进行电路设计和仿真实现。指导教师签名：2012年月日二、指导教师评语指导教师签名：2012年月日三、成绩验收盖章2012年月日6数字电子钟逻辑电路的设计1设计目的（1）进一步学习和掌握数字电路的工作原理，培养和提高电路设计的能力；（2）学会使用软件做仿真实验，修改、完善、验证和实现电路的设计方案；（3）掌握常用数字电子器件的逻辑功能及使用方法；（4）熟悉数字时钟的工作原理和电路设计。2设计思路用555定时器设

3、计脉冲发生器电路，输出1KHz脉冲信号，再通过分频电路将脉冲频率变为1Hz，给时钟提供秒脉冲。通过输入计数器电路与控制器电路，使计数器开始工作，计数器信号输出通过译码器转换成所需的数字时钟显示信号。3设计原理及过程3.1分析系统的逻辑功能，画出其框图数字电子钟的电路组成方框图如图1.1所示。它主要由555定时器组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器；二十四进制和七进制计时计数器；秒、分、时、周的译码显示部分等。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源；计数器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作；译码器

4、输出对应显示器的显示信号。显示器译码器计数器脉冲发生器校时电路整点报时图1数字钟逻辑原理框图63.2电路设计总电路图如图1所示，上面的第一个数码管是周显示位，第二和第三个数码管是时显示位，下面的前两个数码管是分显示位，后两个数码管是秒显示位。电路由脉冲发生电路、计数译码显示电路、校时电路、整点报时电路组成。图1总电路图（1）脉冲发生电路图2555定时器构成脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，用555定时器发出1kHz的脉冲。如图2所示，采用1片555芯片，一个43Ω6，一个50Ω的电阻，一个10

5、μF电容，一个0.01uF电容。再在555接成的脉冲发生器后面级联两个74ls192实现100分频，将频率分为1Hz的标准秒脉冲发生器。555定时器组成的多谐振荡器输出脉冲频率计算公式如下：电容放电时间：tpL=R2Cln2≈0.7R2C(3.1)电容充电时间：tpH=(R1+R2)Cln2≈0.7(R1+R2)C(3.2)图2中R1=43Ω，R2=50Ω，C=10uf.所以振荡器输出频率为:(3.3)（1）定时计数、译码、整点报时电路图3定时计数、译码、整点报时电路a、计数、译码显示电路秒、分、时、周分别为60、60、24、7进制计

6、数器、秒、分均为60进制，即显示00～59，它们的个位为十进制，十位为六进制；时为二十四进制计数器，显示为00～23，个位为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了；周为十进制，显示周1~周日，周日用7表示。译码显示均采用74HC4511(BCD—七段译码器)，显示器采用共阴的显示器。6b、校时电路在刚刚开机接通电源时，由于日、时、分、秒均显示为初始值，所以，需要进行调整。通过按对应位置的微动开关分别对时、分、秒、日进行计数，计数脉冲由开关按动的瞬间CP的电平变化产生。c、整点报时电路每当“时”计

7、数器计到整点前5秒时，可用74ls138和74ls154组成的译码电路来解决来发出整点报时信号。即当分为59，秒计到55时，输出一高电平去打开扬声器，并通过1kHz频率脉冲驱动蜂鸣器发声，从59分55秒59秒。4系统调试与仿真结果在proteus上运行按电路总图组装好的电路图，进行调试，并观察显示管是否按照所需要求工作。电路运行后显示管正常计数，在60秒时，秒计数器向分计数器发送一个脉冲使之加一，并且自身清零；分计数器计满60分后，向时计数器发送一个脉冲使之加一，并自身清零；时计数器计满24后，向周计数器发送一个脉冲使之加一，并自身清

8、零；周计数器计满7后，电路进入下一个循环；按动按键可以调整秒、分、时、周显示。当时钟走到59分55秒时，蜂鸣器开始发声，发声5次。仿真正常。5主要仪器与设备74LS1929片74LS001片74LS301片74LS021