课程设计(论文)-数字钟的设计与制作

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1、课程设计(论文)说明书题目：数字钟的设计与制作院（系）：电子工程与自动化学院专业：ＸＸＸＸＸＸＸＸ学生姓名：ＸＸＸ学号：XXXXXXXXXX指导老师：ＸＸＸ2011年1月20日14内容摘要：时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。过去，人们日常生活中的计时方法有很多，如：以季节“春夏秋冬”变化作为一年，以月亮的圆缺作为一个月，以太阳东升西落为一天等。过去的计时工具从“日晷”、“沙漏”到机械手表，而后到当今的数字钟、数字表等

2、，人类对日间的计数越来越精确，我们的生活里安排着许许多多日程，可见时间的计量与人们的生活密切相关。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，已得到广泛的使用。不仅如此它还能同时显示时、分、秒。而且能对时、分、秒准确校时，这是普通钟所不及的。另外，数字钟可以实现声音报时，定时闹铃等，与旧式钟表相比它更适用于现代人的生活。本次课设为数字钟的设计与制作，其大部分涉及到课程中所学的数电知识，与当今数字时代的电子发展业密切相关，对往后的学习将有很大的帮助。关键字：数字钟校时时

3、间显示定时14目录1.设计任务与目的42.设计功能要求43.电路设计43.1设计方案论证和选择43.2系统框图53.3单元电路的设计63.3.1振荡电路63.3.2计数电路73.3.3译码与显示电路83.3.4整点报时电路93.3.5按键清零计时电路93.4总体电路工作原理描述104.电路的组装与调试105.电路的评价116.总结11致谢12参考文献12附录13141.设计任务与目的：设计一种多功能数字钟，该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。其中，基本功能部分的有准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。扩展功能部分则具有：仿广播电台正点

4、报时功能。通过对本次设计制作的实践，更好的掌握课本内的理论知识，应用知识解决日常生活的问题。2.功能要求理论功能要求：1）时间以24小时为一周期；2）显示时，分，秒；3）计时过程中有整点报时功能；4）可对小时，分钟单独校时；5）为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号.实际功能要求：（由于受器材经费限制）1）设计晶振振荡电路作为时钟源电路；2）设计一个60进制或24进制计数电路；3）设计用两位数码管显示时（24进制）或分（60进制）或秒（进制）；4）计时过程中有整点报时功能；3．电路设计3.1设计方案论证和选择：方案一：采用可用中小

5、规模集成电路实现采用逻辑电路设计可实现具有：日、时、分、秒计时功能和多点定时功能，电路通过计数时钟脉冲具有自动更新秒的显示，纯属硬件设计无需程序干预。方案二：EDA技术实现采用EDA作为主控器控制外围电路进行电压，时钟控制、键盘和LED控制。此方案逻辑电路复杂，且灵活性较低，不利于各种功能的扩展，在对电路进行检测时比较困难。方案三：单片机编程实现通过利用单片机内部定时计数器实现计时，软件设置I/O作为数码管或液晶显示信号输出，时间校准按键输入。软件实现的电子钟具有编程灵活，并便于功能的扩展。综合比较上述各方案，就现在的知识水平且采用中小规模集成电路作

6、为最终选择方案。143.2系统框图理论功能要求设计系统框图：显示器译码器译码器显示器时计数器校时电路校分电路分计数器振荡器多级分频器秒计数器译码器显示器报时电路时间监控图1实际功能要求设计系统框图：（设计秒计数60进制）显示器秒计数器清零电路报时电路译码器振荡器多级分频器时间监控图2143.3单元电路的设计对于各单元电路的设计方案将有不同的几种，其不同的方案采用的器件均有所不同，下面将一一分析各单元电路方案的实现与特点比较。3.3.1振荡电路振荡电路主要是产生1Hz时钟供秒的个位计数器作为时钟触发信号，同时也供一个声音频率（一般1kHz左右）给报时电

7、路作为扬声器驱动信号。方案一：采用555芯片产生1kHz后做千分频输出1Hz时钟，如下图：图3由于555是利用电容的充放电产生矩形波时间误差较大，需通过产生高频繁波形从而减少误差，但这样就必须另外加分步电路做分频，这样增加了制作的成本。方案二：采用石英晶振电路产生稳定的时钟后做分频具体：采用CD4060（由一振荡器和14级二分频电路组成）接值为32.768kHz的晶振产生2Hz时钟后通过用CD4013构成二分频电路，总体将32.768kHz做15级二分频最终产生1Hz时钟。公式为：32768÷215=1（Hz）下图为CD4060的芯片管脚与功能说明：

8、CPI’：时钟输入端CP0：时钟输出端CP0’:反相时钟输出端Q4~Q10,Q12~Q14:计数器输出端图4