多功能数字电子钟

数字电子课程设计论文

—多功能数字电子钟

指导教师：邬春明李蕾

姓名：冉超威

班级：通信081

学号：0806220107

一．设计题目：多功能数字电子钟

二．设计任务及要求

1.设计任务

（1）画出数字电子钟的电路图。

(2)用ＥＷＢ进行功能仿真。

（3）撰写课程设计说明书，要求：

课题名称;

设计任务及要求；

设计方案选择及论证（包括参数计算和器件选择等）；

附图（包括框图，单元电路，总电路及说明）及原理说明；

2.设计要求

(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。

(3) 用中规模或者小规模集成电路及模拟器件实现

(4) 供电方式：5V直流电源。

3．附加功能

闹钟提示功能。

三．设计方案选择及论证

1.设计思路原理图，如图1所示。

图1.数字电子钟原理图

2.设计思路

本设计主体为时，分，秒的设计，秒为整个电路的时基电路。进制包括有60进制和24进制。所以在设计计

数器的时候，将采用两个芯片共同作用来达到对进制的要求。调试时间时可以采用开关控制是否接入脉冲，发生器可以采用时钟源来达到要求。

3．时间计数器

数字电子钟系统由秒脉冲发生器，“时”，“分”，“秒”计数器，译码器以及显示器，校时电路组成。秒脉冲信号发生器是整个系统的时基信号。秒计数器采用60进制计数器，没累计60秒发一个分脉冲信号，该信号将作为分计数器的时钟脉冲。分计数器也采用60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24进制计数器，可实现对一天24小时的累计。译码器电路将“时”“分”“秒”计数器的输出状态送入八段数码管，通过三个两位LED 八段显示器显示出来。

在本设计中，采用74LS90计数器和7408芯片实现计数功能。74LS90芯片和7408芯片分别如图2和图3所示。

图2. 74LS90芯片图图3. 7408芯片图7490是一个十进制计数器，这表示它能够从0到9循环计数，这也是它的自然态序。更确切地说，QA、QB QC和QD分别代表二进制数的4个数位，这些引线从0循环到9，如表1所示

表1. 7490芯片十——二进制转换表

对应十进制数字QD QC QB QA 对应十进制数字QD QC QB QA

0 0 0 0 0 5 0 1 0 1

1 0 0 0 1 6 0 1 1 0

2 0 0 1 0 7 0 1 1 1

3 0 0 1 1 8 1 00 0

4 0 1 0 0 9 1 0 0 1

在设计中可以对芯片进行设置，使其计数到其他最大数字，然后再恢复到0。设置方法是更改R01、R02、R91和R92线的连接。如果R01和 R02都是1（5伏），并且R91或R92为0（接地），则芯片会将QA、QB、QC和QD 重置为0。因此：

构造10进制计数器：

应该先将引线5（VCC）连接到 5伏，再将引线10（GND）接地来给芯片供电。然后将引线12（QA）连接到引线1（CKB），将引线2（RO1）、3（RO2）、6（R91）和7（R92）接地。在引线14（CKA）上运行来自时基或上一个计数器的输入时钟信号。然后在引线12（QA）、引线9（QB）、引线8（QC）和引线11（QD）上输出。将引线11（QD）上的输出连接到下一个阶段。

构造6进制计数器：

应该先将引线5（VCC）连接到 5伏，再将引线10（GND）接地来给芯片供电。然后将引线12（QA）连接到引线 1（CKB），将引线6（R91）和7（R92）接地。引线 9（QB）和引线3（RO2）用与门（芯片7408）相连，将引线2（RO1）连接到引线 9（QB），将引线3（RO2）连接到引线 8（QC）。在引线14（CKA）上运行来自时基或上

一个计数器的输入时钟信号。在引线12（QA）、引线9（QB）和引线8（QC）上输出。使用引线8（QC）连接到下一个阶段。

7408芯片实现的与功能，也可以用一个与门来替代。

数字钟时间计数电路由秒的个位和十位计数器，分的个位和十位计数器以及时的个位和十位计数器电路构成，其中秒和分是60进制计数器，时是24进制计数器。图4，图5，图6分别为时间计数器的秒电路，分电路和时电路。

图4.时间计数器——秒电路

图5.时间计数器——分电路

个位接成十进制形式，十位通过QA与CLKB外部链接，向显示屏间隔地输出“0”和“1”，组成24进制递增计数器。构成时间计数器——时电路。

图6. 时间计数器——时电路

4.调节电路

将时电路和分电路直接接到时钟源，再分别由开关控制电路的接通与断开，实现调节时电路和分电路。如图7。

图7.调节电路

5.整点报时电路

用八脚或非门分别与秒和分的输出相连，再用与门连接，最后连接小灯泡。所以当输出为“00：00”时，小灯亮。连接线路如图8所示。