数字钟-的设计与实现-数字电路的样板

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[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计

[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计

[数电课程设计数字电子时钟的实现] 电子时钟课程设计课程设计报告设计题目:数字电子时钟的设计与实现班级:学号:姓名:指导教师:设计时间:摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,大大的扩展了原先钟表的报时。

诸如,定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等,这些,都是以钟表数字化为基础的。

功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置,与机械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,因此得到了广泛的使用。

从原理上讲,数字钟是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此,此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理,从而学会制作数字钟,而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法。

通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

通过仿真过程也进一步学会了Multisim7的使用方法与注意事项。

本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求,输出方式灵活,如可以随意设置时、分、秒的输出,定点报时。

由于集成电路技术的发展,,使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

关键词:数字钟,组合逻辑电路,时序电路,集成电路目录摘要 (1)第1章概述············································3第2章课程设计任务及要求·······························42.1设计任务············································42.2设计要求············································4第3章系统设计··········································63.1方案论证············································63.2系统设计············································63.2.1结构框图及说明·································63.2.2系统原理图及工作原理···························73.3单元电路设计········································83.3.1单元电路工作原理·······························83.3.2元件参数选择···································14第4章软件仿真·········································154.1仿真电路图··········································154.2仿真过程············································164.3仿真结果············································16第5章安装调试··········································175.1安装调试过程········································175.2故障分析············································17第6章结论···············································18第7章使用仪器设备清单··································19参考文献·················································19收获、体会和建议·········································20第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展,以及石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表,用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面,目前已有集成的计数、译码电路,它可以直接驱动数码显示器件,也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件,构成模块式石英晶体数字钟。

vhdl数字电子钟的设计与实现

vhdl数字电子钟的设计与实现

基于VHDL数字电子钟的设计与实现摘要:本课程设计完成了数字电子钟的设计,数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置,由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,它使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。

数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所,给人们的生活带来极大的方便。

在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际,来培养我们的综合分析和设计电路的能力。

关键词:电子钟;门电路及单次按键;琴键开关目录第一章引言----------------------------------------------------------------11.1 课题的背景、目的------------------------------------------11.2 课程设计的内容------------------------------------------1 第二章EDA与VHDL简介--------------------------------------------------22.1 EDA的介绍---------------------------------------------22.2 VHDL的介绍--------------------------------------------32.2.1 VHDL的用途与优点-----------------------------------------------------------------32.2.2 VHDL的主要特点----------------------------------------------------------------------2.2.3 用VHDL语言开发的流程------------------------------------------------------------ 第三章数字电子钟的设计方案------------------------------------------63.1秒脉冲发生器--------------------------------------------73.2可调时钟模块--------------------------------------------83.3校正电路------------------------------------------------83.4闹铃功能------------------------------------------------103.5日历系统------------------------------------------------11 第四章结束语---------------------------------------------------------------134.1致谢----------------------------------------------------144.2参考文献------------------------------------------------151引言随着科学技术的不断发展,人们对时间计量的精度要求越来越高。

数字电路 设计 数字钟的设计与制作

数字电路 设计 数字钟的设计与制作

数字电子技术课程设计报告题目:数字钟的设计与制作学年:03-04 学期:短学期专业:通信技术班级: 022学号:姓名:陶方静指导教师及职称:钱裕禄讲师时间:2004年6月25日—2004年7月9日浙江万里学院电子信息学院一设计目的1 进一不了解组合逻辑电路和时序电路。

2 熟悉数字钟的组成以及工作原理。

3 熟悉集成电路的引脚安排,如何在实验箱上接线,接线时应注意什么。

二设计要求1设计指标(1)时间以24小时为一个周期;(2)显示时、分、秒;(3)具有较时功能,可以分别对时及分进行单独较时,使其校正到标准时间;(4)计时过程具有报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;(5)为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供标准时间基准信号;2设计要求(1)画出电路原理图(或仿真电路图);(2)元器件及参数选择;(3)电路仿真与调试;(4)PCB文件生成与打印输出;(5)在面包板上安装此线路并进行调试;3制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。

4 编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。

5答辩在规定的时间内,完成叙述并回答提问。

三工作原理1 数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

图 3—1所示为数字钟的一般构成框图。

图3—1 数字种组成框图⑴晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

⑵分频器分频器电路将32769Hz的高频方波信号经32768(215)次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

⑶时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为12进制计数器。

数电课设--数字钟的设计

数电课设--数字钟的设计

数电课设--数字钟的设计摘要:该设计主要是设计一种基于数字电路实现的数字钟,用于显示当前时间,同时设计一个简单的时间调整系统来实现对数字钟的时间调整。

本设计实现了数字钟的时间显示、时间调整等功能,具有简单、实用等优点。

关键词:数字钟、计数器、时间调整系统一、引言数字钟是一种时钟显示设备,它可以在显示面板上显示当前时间,数字钟的普及改变了人们观念上的关于时间知识的变革。

本课设就是要通过设计一个数字钟,来综合应用我们所学的数字电路知识,通过数字电路的设计实现时间的显示及调整。

二、数字钟的设计原理数字钟的设计离不开计数器和定时器,计数器的作用是进行计数操作,进而对时间进行处理,定时器的作用是用来控制计数器的计数和复位,使其能够按照固定的时间序列不断进行计数。

数字钟的显示部分采用数码显示管显示当前时间,数码显示管显示的时间单位有小时、分钟和秒。

三、数字钟的设计方案数字钟的设计方案可以分为两部分,一部分是计数器及定时器的设计,另一部分是时间调整系统的设计。

下面分别进行介绍。

(一)计数器及定时器的设计计数器采用7474型D触发器进行设计,二进制计数器采用模8计数模式,带有异步复位功能。

其中,D触发器的Vcc接+5V电源,GND接地,CLK接定时器的输出,D接Q的输出,Q接下一级触发器D端。

计数器采用8253/8254型定时器,应该根据标准时钟的频率和预置值计算计数器的频率和复位时间。

时间调整功能通常是通过8255接口芯片实现。

(二)时间调整系统的设计时间调整系统通过单片机实现,主要实现以下功能:上下键切换修改时间单位、按键快速调整修改时间数字、按键高频稳定范围设置、判断闹钟是否开启、日历选择等。

四、数字钟的实现数字钟的实现可以参考实验教材进行,实现前需要明确以下几点:1. 根据实际需求确定数字钟的参数:例如显示的时间格式,以及是否需要设置闹钟等。

2. 设计好数字钟的原理图,并选择适合的元件进行接线。

3. 进行电路调试和测试,对电路进行稳定性测试等。

数字钟系统电路的设计方案与仿真分析

数字钟系统电路的设计方案与仿真分析

数字钟系统电路的设计方案与仿真分析
在电子技术实验教学中,构建学生的电路设计理念,提高学生的电路设计能力,是教学的根本目的和核心内容。

数字钟电路的设计和仿真,涉及模拟电子技术、数字电子技术等多方面知识,能够体现实验者的理论功底和设计水平,是电子设计和仿真教学的典型案例。

文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路,来实现该电路。

1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成。

振荡器是数字钟的核心,提供一定频率的方波信号;分频器的作用是进行频率变换,产生频率为1 Hz 的秒信号,作为是整个系统的时基信号; 计时电路是将时基信号进行计数;译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间;校正电路用来对时、分进行校对调整。

其总体结构图,如图1 所示。

2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现,如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。

此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大,但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小。

2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高,要得到标准的秒信号,就需要对所得到的信号进行分频。

在此电路中,分频器的功能主要有两个:1)产生标准脉冲信号;2)提供电路工作需要的信号,比如扩展电路需要的信号。

通常实现分频器的电路是计数器电路,选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能[5]。

如图3 所示,555 定时器产生1 kHz 的信号,经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号,为秒个位提供标准秒脉冲信号。

数字电路课程设计--数字时钟

数字电路课程设计--数字时钟

《数字时钟》技术报告概要数字钟是一个将“时”,“分”,“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。

它的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒。

一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。

由于采用纯数字硬件设计制作,与传统的机械表相比,它具有走时准,显示直观,无机械传动装置等特点。

本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。

通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。

具体用到了555震荡器,74LS90及与非,异或等门集成芯片等。

该电路具有计时和校时的功能。

在对整个模块进行分析和画出总体电路图后,对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。

实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求!一、系统结构。

(1)功能。

此数字钟能显示“时、分、秒”的功能,它的计时周期是24小时,最大能显示23时59分59秒,并能对时间进行调整和校对,相对于机械式的手表其更为准确。

(2)系统框图。

系统方框图1(3)系统组成。

1.秒发生器:由555芯片和RC组成的多谐振荡器,其555上3的输出频率由接入的电阻与电容决定。

2.校时模块:由74LS03中的4个与非门和相应的开关和电阻构成。

3.计数器:由74LS90中的与非门、JK触发器、或门构成相应芯片串接得到二十四、六十进制的计数器,再由74LS90与74LS08相连接而得到秒、分、时的进分别进位。

4.译码器:选用BCD锁存译码器4511,接受74LS90来的信号,转换为7段的二进制数。

5.显示模块:由7段数码管来起到显示作用,通过接受CD4511的信号。

本次选用的是共阴型的CD4511。

二、各部分电路原理。

1.秒发生器:555电路内部(图2-1)由运放和RS触发器共同组成,其工作原理由8处接VCC,C1处当Uco=2/3Vcc>u11时运放输出为1,同理C2也一样。

最终如图3接口就输出矩形波,而形成的秒脉冲。

基于数字电路的数字时钟设计报告

基于数字电路的数字时钟设计报告

题目二:设计一个多功能数字电子钟一、设计课题:多功能数字电子钟时间:19周整周〔2021.6.27~7.1〕 地点:学院数电实验室;二、设计目的:1.培养学生设计、调试常用数字电路系统的能力;2.提高学生应用计数器功能扩展、级联方法的能力;3.提高学生对计数、译码、显示系统的设计能力。

三、设计要求:1.准确计时,数字显示时、分;2.小时的计时要求12,分的计时要求为60;3.能够校正时间。

四、设计框图及其原理分析: 1. 数字钟的系统框图:说明:框图中的脉冲模块由555及一些电阻、电容构成多谐振荡电路产生秒脉冲;显示译码模块由共阴数码管和显示译码器74LS48构成;时、分电路模块由74LS160、74LS11、74LS10分别构成12和60进制计数器;12、24小时切换电路由二选一数据选择器74LS157及小时电路模块构成;校时电路由秒脉冲及单译码驱动译码驱动译码驱动译码驱动时十位 时个位 分十位 分个位脉冲12、24小时切换电路〔拓展〕时调 分调刀双掷开关构成。

2.原理分析:a、脉冲电路:脉冲电路由555及电阻15K、68K ,电容10nF、10uF构成如图S1所示的多谐振荡电路。

其工作原理是:电路刚开始通电时,电容C1两端电压不能突变,2脚为低电平,电路置位,3脚输出高电平,7脚被悬空,此时VCC通过R2、R3对C1充电,当充电时间到达t1=〔R2+R3〕*C1*ln2,6脚电压到达2VCC/3,电路复位,3脚输出低电平,同时555内部放电晶体管导通,使7脚也为低电平,C1通过R3向7脚放电,当放电时间为t2=R3*C1*ln2, 此时2脚电位下降到VCC/3,电路置位,3脚输出高电平,7脚被悬空,C1又被充电,如此周而复始。

〔脉宽Tw=〔R2+2*R3〕C1*ln2〕图S1b、显示译码电路:此局部电路由共阴数码管及显示译码器74LS48构成如图S2所示。

图S2由74LS48的功能表可知:D 、C 、B 、A 是BCD 码输入信号。

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计

多功能数字钟电路设计
1.时钟显示:设计一个数字时钟显示电路,可以显示当前的时间(小
时和分钟)。

可以使用七段显示器来显示数字。

2.闹钟功能:设计一个闹钟功能,可以设置闹钟时间,并在到达闹钟
时间时发出提示声音或闹铃。

3.温度显示:设计一个温度传感器电路,并将当前温度显示在数字时
钟上。

4.日历功能:设计一个日历功能,可以显示当前的日期和星期。

5.定时器功能:设计一个定时器功能,可以设置一个特定的时间间隔,并在到达时间间隔时发出提示声音或闹铃。

6.闹钟休眠功能:设计一个闹钟休眠功能,可以设置一个特定的时间
间隔,在此时间间隔内按下按钮可以将闹钟功能暂时关闭。

7.闹钟重复功能:设计一个闹钟重复功能,可以设置一个特定的时间
间隔,使闹钟在每天相同的时间段重复响铃。

8.亮度调节功能:设计一个亮度调节功能,可以调整数字时钟的显示
亮度。

这些功能可以根据需求进行组合设计,可以使用逻辑门、计数器、显
示器驱动器、温度传感器、按钮等元件来完成电路设计。

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课程设计任务书学生姓名: XXX 专业班级:指导教师:工作单位:题目: 多功能数字钟电路设计初始条件:74LS390,74LS48,数码显示器BS202各6片,74LS00 3片,74LS04,74LS08各 1片,电阻若干,电容,开关各2个,蜂鸣器1个,导线若干。

要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟,要求如下:1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。

2.秒、分为00-59六十进制计数器。

3.时为00-23二十四进制计数器。

4.可手动校正:能分别进行秒、分、时的校正。

只要将开关置于手动位置。

可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。

5.整点报时。

整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音(500HZ),整点时再鸣叫一次高音(1000HZ)。

时间安排:第20周理论设计、实验室安装调试,地点:鉴主15楼通信实验室一指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日多功能数字钟电路设计摘要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,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

目前,数字钟的功能越来越强,并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。

数字钟适用于自动打铃、自动广播,也适用于节电、节水及自动控制多路电器设备。

它是由数子钟电路、定时电路、放大执行电路、电源电路组成。

为了简化电路结构,数字钟电路与定时电路之间的连接采用直接译码技术。

具有电路结构简单、动作可靠、使用寿命长、更改设定时间容易、制造成本低等优点。

从有利于学习的角度考虑,这里主要介绍以中小规模集成电路设计数字钟的方法。

1系统原理框图数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路,同时标准的1HZ 时间信号必须做到准确稳定。

通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。

图1所示为数字钟的一般构成框图。

图 1系统原理框图⑴晶体振荡器电路:晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。

不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。

⑵分频器电路:分频器电路将32768HZ的高频方波信号经32768(152)次分频后得到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。

分频器实际上也就是计数器。

⑶时间计数器电路:时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器。

⑷译码驱动电路:译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

⑸整点报时电路:一般时钟都应具备整点报时电路功能,即在时间出现整点前数秒内,数字钟会自动报时,以示提醒.其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波,较复杂的也可以是实时语音提示。

2方案设计与论证2.1时间脉冲产生电路方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

图 2 555与RC组成的多谐振荡器图方案二:振荡器是数字钟的核心。

振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度,通常选用石英晶体构成振荡器电路。

石英晶体振荡器的作用是产生时间标准信号。

因此,一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。

图 3 石英晶体振荡器图方案三:由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。

图 4 门电路组成的多谐振荡器图用555组成的脉冲产生电路: R1=15*103Ω,R2=68*103Ω,C=10μF,则555所产生的脉冲的为:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而设计要求为1Hz,因此其误差为5.3%,在精度要求不是很高的时候可以使用。

石英晶体振荡电路:采用的32768晶体振荡电路,其频率为32768Hz,然后再经过15分频电路可得到标准的1Hz的脉冲输出.R的阻值,对于TTL门电路通常在0.7~2KΩ之间;对于CMOS门则常在10~100MΩ之间。

由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期不仅与时间常数RC有关,而且还取决于门电路的阈值电压VTH ,由于VTH容易受到温度、电源电压及干扰的影响,因此频率稳定性较差,只能用于对频率稳定性要求不高的场合。

综上分析,选择方案二,石英晶体振荡电路能够作为最稳定的信号源。

2.2分频器电路通常,数字钟的晶体振荡器输出频率较高,为了得到1Hz 的秒信号输入,需要对振荡器的输出信号进行分频。

通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现。

例如,将32768Hz 的振荡信号分频为1HZ 的分频倍数为32768(152),即实现该分频功能的计数器相当于15级2进制计数器。

从尽量减少元器件数量的角度来考虑,这里可选多极2进制计数电路CD4060和CD4040来构成分频电路。

CD4060和CD4040在数字集成电路中可实现的分频次数最高,而且CD4060还包含振荡电路所需的非门,使用更为方便。

CD4060计数为14级2进制计数器,可以将32768Hz 的信号分频为2Hz ,其内部框图如图2.1所示,从图中可以看出,CD4060的时钟输入端两个串接的非门,因此可以直接实现振荡和分频的功能。

图 5.1 CD4046内部框图 图5.2 CD4040内部框图CD4040计数器的计数模数为4096(122),其逻辑框图如图5.2。

如将32768Hz 信号分频为1Hz ,则需外加一个8分频计数器,故一般较少使用CD4040来实现分频。

综上所述,可选择CD4060同时构成振荡电路和分频电路。

照图5.1,在0CP 和0CP 之间接入振荡器外接元件可实现振荡,并利用时计数电路中多一个2分频器(后述)可实现15级2分频,即可得1Hz 信号。

2.3时间计数器电路一般采用10进制计数器来实现时间计数单元的计数功能。

为减少器件使用数量,可选74HC390,其内部逻辑框图如图6所示。

该器件为双2-5-10异步计数器,并且每一计数器均提供一个异步清零端(高电平有效)。

图 6 74HC390(1/2)内部逻辑框图秒个位计数单元为10进制计数器,无需进制转换,只需将QA与CPB(下降沿有效)相连即可。

CPA(下降没效)与1Hz 秒输入信号相连,Q3可作为向上的进位信号与十位计数单元的CPA相连。

秒十位计数单元为6进制计数器,需要进制转换。

将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法如图7所示,其中Q2可作为向上的进位信号与分个位的计数单元的CPA相连。

图 7 10进制-6进制计数器转换电路分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同,只不过分个位计数单元的Q3作为向上的进位信号应与分十位计数单元的CPA相连,分十位计数单元的Q2作为向上的进位信号应与时个位计数单元的CPA相连。

时个位计数单元电路结构仍与秒或个位计数单元相同,但是要求,整个时计数单元应为24进制计数器,不是10的整数倍,因此需将个位和十位计数单元合并为一个整体才能进行24进制转换。

利用1片75HC390实现24进制计数功能的电路如图8所示。

另外,图8所示电路中,尚余-2进制计数单元,正好可作为分频器2Hz输出信号转化为1Hz信号之用。

图 8 24进制计数器电路2.4译码驱动及显示单元电路译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译,变成相应的数字。

用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。

74LS48是BCD-7段译码器/驱动器,其输出是OC门输出且低电平有效,专用于驱动LED七段共阳极显示数码管。

如图9所示。

若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端,便可进行不同数字的显示。

2.5校时电路方案一:。

通常,校正时间的方法是:首先截断正常的计数通路,然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信号加到需要校正的计数单元的输入端,校正好后,再转入正常计时状态即可。

根据要求,数字钟应具有分校正和时校正功能,因此,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。

图10所示为所设计的校时电路。

图 9 方案一校正电路图方案二:方案二与方案一原理差不多,但多了0.01uf的电容防抖动。

图 10方案二校正电路图方案三:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成,基本RS触发器的功能是产生单脉冲,主要作用是起防抖动作用。

未拨动开关K时,“与非”门G2的一个输入端接地,基本RS触发器处于“1”状态,这是数字钟正常工作,“分”进位脉冲能进入“分”计数器。

拨动开关K时,“与非”门G1的一个输入端接地,于是基本RS触发器转为“0”状态。

秒状态可以直接进入“分”计数器,而“分”进位脉冲被阻止进入,因而能较快地校准分计数器的计数值。

校准后,将校正开关恢复原位,数字钟继续进行正常计时工作。

图 11 方案三校正电路通过比较可知,方案二和方案三比方案一多了防抖动的措施,稳定性更好,方案二和方案三相比,防抖动措施更好,更完备,但电路也更为复杂,成本也更高,通过比较选择方案二,既能实现防抖动功能,做出事物也更经济一些。

2.6报时电路方案一:采用仿广播台整点报时的功能:每当数字钟计时快要到正点时候发出响声,通常按照四低音,一高音的顺序发出间断声,以最后一声高音结束的时刻为正点时刻。

4低音(约500Hz)分别发生在59分51秒、发生在59分53秒、发生在59分55秒、发生在59分57秒、,最后一声高音(约1KHz)发生在59分59秒,他们的持续时间均为一秒。

图 12 方案一报时电路方案二:方案二与方案一实现功能一样,电路不一样。

图 13方案二报时电路3单元电路的设计3.1时间脉冲产生电路的设计图 14 产生1Hz时间脉冲的电路图CD4060同时构成振荡电路和分频电路。

如图14,在MR和RS之间接入振荡器外接元件可实现振荡,并利用时计数电路中多一个2分频器可实现15级2分频,即可得1Hz信号。

3.2计数电路的设计秒、分计数器为60进制计数器。

小时计数器为24进制计数器。

实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器CC40161。

3.2.1 60进制计数器的设计“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是60进制,它由一级10进制计数器和一级6进制计数器连接构成。

如图4.所示由CC40161构成的60进制计数器。

首先将两片CC40161设置成十进制加法计数器,将两片计数器并行进位则最大可实现100进制的计数器。

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