整点报时数字钟课程设计

整点报时数字钟课程设计

信息工程学院

课程设计报告书（2009 /2010 学年第二学期）

课程名称：电子技术课程设计题目：能整点报时的电子表专业班级：自动化111

学生姓名：胡义海

学号：6100311301

指导教师：康耀明

设计成绩：

1课程设计目的 (1)

2系统的方案设计 (1)

3 系统的详细设计 (3)

3.1脉冲产生和分频电路 (3)

3.1.1脉冲产生和分频电路的设计 (3)

3.1.2馆建器件74 LS74的介绍 (4)

3.1.3关键器件CD4060的介绍 (5)

3.2计时电路 (7)

3.2.1分，秒计时电路的设计 (7)

3.2.2小时计时电路的设计 (9)

3.2.3关键器件CD4510的介绍 (10)

3.3显示译码电路 (12)

3.3.1显示译码电路的设计 (12)

3.3.2关键器件CD4511和数码管的介绍 (13)

3.4校时电路 (15)

3.4.1校时的电路的详细设计 (15)

3.4.2关键器件RS触发器的详细介绍 (16)

3.5整点报警电路 (19)

4 心得体会 (24)

5 参考文献 (25)

1课程设计目的

※让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；

※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；

※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；※培养书写综合实验报告的能力。

2系统的方案设计

2．1简述

数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时﹑日的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

2．2课程设计题目描述和要求

（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟；

（2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试；

（3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结

报告；

（4）选做：整点报时。在59分50秒输出一高电平驱动鸣声器发生。

2.3数字电子钟基本原理

2.3.1数字电子钟的逻辑图如图1所示由振荡电

路、分频器、计数器、显示器和校时电路组

成。振构成的振荡电路产生的信号经过分频

器作为秒脉冲，秒脉冲送入秒计数器，秒计

数结果通过秒译码器译码并且通过显示器

显示出来，当达到60时向分位进位，分位

和十位也是如此。

2.3.2可手动校正：能分别进行秒﹑分﹑时﹑日的

校正。只要将开关置于手动位置，可分别对

秒﹑分﹑时﹑日进行手动脉冲输入调整或

连续脉冲输入的校正。

2.3.3整点报时。整点报时电路要求在每个整点前

鸣叫。

图1数字钟逻辑电路图

3 系统的详细设计

3.1脉冲产生和分频电路

3.1.1脉冲产生和分频电路的设计

石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电

场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程

一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。石英振荡电路图如图2所示。

图2 石英振荡电路图

3.1.2馆建器件74 LS74的介绍

在晶振产生震荡进行第二次分频时用到分频器件74LS74。其引脚图如图3所示。

图3 74LS74引脚图

3.1.3关键器件CD4060的介绍

秒脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形﹑分频获得1Hz的秒脉冲。如晶振为32768Hz，通过15次二分频后可获得1Hz的脉冲输出。CD4060引脚图和真值表如图4所示，连接方式如图5所示。

图4 CD4060引脚图和真值表

图5 CD4060连接方式

3.2计时电路

3.2.1分，秒计时电路的设计

秒﹑分﹑为60﹑60进制计数器。秒﹑分﹑均为60进制，即显示00—59，它们的各位为十进制，十位为六进制。数字钟采用计数器使用的是CD4510加减计数器，数字钟采用的是加计数功能。其

其连接图如图6。整个系统由脉冲电流从CLK端输入，驱动计数器CD4510计数，CD4510以8421BCD 码进行十进制计数，并接把结果传输给译码器

CD4511，CD4511将其译码驱动共阴极数码管显示出数字。其中秒的各位直接向十位进位，其进位信号直接输给十位的CLK端。秒的十位为六进制计数器，只要将其输出的11.14角接入与门回送到RST 端即可。仅为连接图如图7分位其功能和秒位类似，在此就不一一列出了，不过，其各位的脉冲信号要接秒十位的进位信号，其他都一样。

图6 CD4510连接图

图7 秒分进位连接图

3.2.2小时计时电路的设计

小时为24进制计数器。小时为24进制，即显示00—23，它们的各位为十进制，十位为2进制。数字钟采用计数器使用的是CD4510加减计数器，数字钟采用的是加计数功能。其连接方法是十位的11角和个位的14角接入一个与门回送到十位和个位的