数字钟时钟电路图

目录

前言： (4)

1.设计目的 (6)

2.设计功能要求 (6)

3.电路设计1111111111 (6)

3.1设计方案 (6)

3.2单元电路的设计 (7)

3.2.1 主体电路部分 (7)

3.2.1.1 振荡电路 (8)

3.2.1.2 计数电路 (12)

3.2.1.3 校时电路 (17)

3.2.1.4 译码与显示电路 (19)

3.2.2扩展功功能电路的设计 (21)

3.2.2.1定时控制电路 (21)

3.2.2.2 仿广播电台正点报时电路 (23)

3.2.2.3 自动报整点时数电路 (24)

3.2.2.4 触摸报整点时数电路 (26)

4.调试 (27)

4.1主体电路部分 (27)

4.2 扩展电路部分 (29)

5.总结 (31)

致 (32)

参考文献 (33)

附录 (34)

1.设计目的

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：定时控制、仿广播电台正点报时、自动报整点时数和触摸报正点的功能。数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成，在电路中，基本功能部分由主体电路实现，而扩展功能部电路实现。这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分，为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。并且要用数码管显示时、分、秒，各位均为两位显示，扩展部分要有相应的响应电路。分则由扩展

2.设计功能要求

基本功能：

（1）时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进制

（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间

（3）校正时间

扩展功能：

（1）定时控制；

（2）仿广播电台报时功能；

（3）自动报整点时数；

（4）触摸报整点时数；

3.电路设计

3.1设计方案

根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图，框图如图1所示。

主体电路扩展电路

图1

由图1可知，电路的工作原理是：多功能数字钟电路由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。

振荡器产生的高脉冲信号作为数字钟的振源，再经分频器输出标准秒脉冲。秒计数器计满60后向分计数器个位进位，分计数器计满60后向小时计数器个位进位并且小时计数器按照“12翻1”的规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行扩展功能。

3.2单元电路的设计

数字电子钟的设计方法很多种，例如，可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等。

在本次设计，电路是由许多单元电路组成的，因此首先必须对各个单元电路进行设计。

3.2.1 主体电路部分

主体电路部分的电路主要由振荡电路、计数电路、显示电路以及校时电路四大部分组成。下面将对各部分电路进行设计。

3.2.1.1 振荡电路

振荡电路由振荡器和分频器产生1Hz时钟脉冲和扩展部分所需的频率，下面对振荡器和分频器两部分进行介绍。

（1）振荡器

数字电路中的时钟是由振荡器产生的，振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。它利用某种反馈方式产生时钟信号。对数字电路来说，振荡器的输出的幅度范围为0v—5v的方波信号而不是锯齿波、三角波或其他形式。典型的振荡器是弛豫振荡器，它通过一个RC网络将反相器的输出反馈回来并存在一定的工作延迟时间。基本的电路如图2所示。

图2

在上述电路中，RI-C网络由第一个反相器驱动，具有RC特性曲线的响应信号被反馈给反相器的输入。当电容上的电压达到施密特触发器输入反相器的门限电压的时候，反相器的状态发生改变，并输出一个新的电压值。这个输出电压经过一定的延迟时间再次通过RI—C反馈回来，直到电容电压再次达到门限电压为止。

用施密特触发器输入器件（如74HC04），但是由于电容的参考电压在每个临界点都要发生变化，所以施密特触发器不是必需的。由于电容与输出相连，每次状态改变时，电容的充电电压会超过5V。从这一点来说，输出电压会改变电容的充电电压，直到电容两端的电压变为74HC04的门限电压（2.5V）为止。振荡器输出状态的改变发生在电容上的电压达到2.5V时。

弛豫振荡器对许多低成本而精度要求又不高的场所非常适合，但是并不推荐在任何有精度要求的实际应用电路采用它。