多功能数字钟课程设计报告

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多功能数字钟课程设计报告DOC

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(2)分频器电路:分频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768( )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。该电路可通过CD4060与双D触发器74LS74共同实现。
(3)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。计数器可以使用十进制的74LS160。
图5 a ) 74160逻辑功能示意图b ) 74160引脚图
图6 74160逻辑功能表
②“时”电路
根据题目要求,“时”是24进制的,而且是从“00”到“23”,可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器,当计数器从全0状态开始计数,计入23个脉冲时,经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零,于是便得到了24进制的计数器。
3、电路调试方法与结果说明
(1)电路调试方法
①数码管的调试:可以用万用表的负极接数码管的3或8脚,正极依次接数码管剩余的管脚所接电阻的另一端,并将万用表调至测发光二极管档位,从而测试数码管的显示是否正确。
②“时”“分”“秒”电路的调试:将“时”“分”“秒”电路连接完成后,可以用函数信号发生器产生的1Hz方波信号分别作为“时”、“分”、“秒”的个位74LS160的计数脉冲,从而测试“时”是否为24进制,“分”和“秒”是否为60进制。
多功能数字钟课程设计要求
课程设计内容与要求
一、设计要求
用中小规模集成芯片设计并制作多功能数字钟,具体要求如下:
1、准确计时,以数字形式显示时(00~23)、分(00~59)、秒(00~59)的时间。

多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告

多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告

多功能电子时钟数字系统课程设计设计实验报告数字系统课程设计设计实验报告———多功能电子时钟目录一、电子时钟的功能及工作介绍 01、本设计电子时钟具有的功能 02、本设计电子时钟工作介绍 0二、设计思路 0三、各模块具体介绍 (1)计数器模块: (1)控制模块: (3)四、仿真 (6)五、实验成果 (6)六、实验总结和感想 (6)1、实验错误排查和解决 (6)2、实验感想 (7)七、各模块代码 (8)1、计数器模块 (8)2、控制模块 (20)一、电子时钟的功能及工作介绍1、本设计电子时钟具有的功能1)具有显示时、分、秒的功能,能准确显示时间2)能够手动设置时间3)具有闹钟功能,可以设置闹钟的时间,然后再实际时间与设定时间相等是闹钟响,并有闹钟开关,可控制其是否响4)具有秒表功能,可以累计计时2、本设计电子时钟工作介绍此电子时钟开机后即会显示时间,其中后两位数码管显示秒,前两位数码管显示分,还可以通过拨盘开关S1来使得前两位数码管显示小时。

(开机后,按下按键1一次,会继续显示时间。

)此后,每按下按键1一次,会显示设置小时界面,按下按键1两次会显示设置分钟界面,按下按键1三次会显示闹钟设置小时界面,按下按键1四次会显示闹钟设置分钟界面,按下按键1五次会显示秒表界面。

而在每一个界面,按下按键2相应的位会开始跳动,在按下按键2时,跳动停止,此时按下按键3,即确认键,则会返回时间显示状态。

二、设计思路设计一个电子时钟,必然要用到计时器,而需要设置时间和闹钟,又需要控制器来控制系统所处的状态。

我们采用外部一个按键来切换系统的状态,用另一个按键来调整时间和启动秒表,再有一个按键来确认操作,并返回显示状态,继续等待命令。

在控制器中,需要接受外部信号,并给出信号给计时器,使其做出相应的动作。

多功能数字钟的设计报告

多功能数字钟的设计报告

多功能数字钟的设计报告目录1.实验目的 (2)2.实验题目描述和要求 (2)3.设计报告内容 (2)3.1实验名称 (2)3.2实验目的 (2)3.3实验器材及主要器件 (2)3.4数字钟基本原理和电路设计 (3)3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................3-8 3.6数字电子钟电路图 (9)3.7数字电子钟的组装与调试 (9)4.实验结论 (9)5.实验心得 (10)参考文献 (10)1.实验目的※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. 实验题目描述和要求1、基本要求(1)能进行正常的时,分,秒计时的功能,分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数显示。

(2)、具有清零功能。

(3)、具有开、关功能。

2、发挥部分(1)能实现“校时”“校分”功能:当按下“SA”“校时”键时,计时器迅速递增,并按24小时循环,计满23小时后返回00;按下“SB”“校分”键时,计分器迅速递增,并按60分钟循环,计满59分钟后返回00;但不向“时”进位。

(2)能利用扬声器做整点报时:整点自动报时。

(参考:在离整点10s内,便自动发出鸣叫声,步长1s,每隔1s鸣叫一次,前四响是低音,最后一响为高音,最后一响结束为整点,报时频率可定为1KHz。

)能进行整点报时:当计时到达59分50秒后,每隔2秒钟发出一次低音“嘟”信号(其声音频率为500HZ),连续5次到达整点,发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)3、对电路进行逻辑功能仿真。

3.设计报告内容3.1实验名称: 数字电子钟3.2实验目的·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法;·熟悉集成电路的使用方法。

电子技术课程设计报告---多功能数字时钟

电子技术课程设计报告---多功能数字时钟

电子技术课程设计数字钟的设计一、设计任务与要求1.能直接显示“时〞、“分〞、“秒〞十进制数字的石英数字钟。

2.可以24小时制或12小时制。

3.具有校时功能。

可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停顿分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4.整点能自动报时,要求报时声响四低一高,最后一响为整点。

5.走时精度高于普通机械时钟〔误差不超过1s/d〕。

二、方案设计与认证1、课题分析数字时钟一般由6个局部组成,其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器,由不同进制的计数器,译码器和显示器组成计时系统。

秒信号送入计数器进展计数,把累计的结果以“时〞、“分〞、“秒〞的十进制数字显示出来。

“时〞显示由二十四进制计数器、译码器和显示器构成,“分〞、“秒〞显示分别由六十进制计数器、译码器构成。

其原理框图如图1所示。

2、方案认证〔1〕振荡器振荡器是计时器的核心,主要用来产生时间标准信号,也叫时基信号。

数字钟的精度,主要取决于时间标准信号的频率及稳定度。

振荡器的频率越高,计时的精度就越高,但耗电量将增大。

一般采用石英晶体振荡器经过分频后得到这一信号,也可采用由555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号。

〔2〕分频器振荡器产生的时基信号通常频率都很高,要使它变成能用来计时的“秒〞信号,需由分频器来完成。

分频器的级数和每级的分频次数要根据时基频率来定。

例如,目前石英电子钟多采用32768 Hz的标准信号,将此信号经过15级二分频即可得到周期为1s的“秒〞信号。

也可选用其他频率的时基信号,确定好分频次数后再选择适宜的集成电路。

〔3〕计数器数字钟的“秒〞、“分〞信号产生电路都由六十进制计数器构成,“时〞信号产生电路由二十四进制计数器构成。

“秒〞和“分〞计数器用两块十进制计数器来实现是很容易的,它们的个位为十进制,十位为六进制,这样,符合人们通常计数习惯。

“时〞计数也可以用两块十进制计数器实现,只是做成二十四进制。

多功能数字时钟设计报告

多功能数字时钟设计报告

题目:多功能数字钟设计学校:广东石油化工学院学院:机电工程学院班级:装控09--2姓名:黄亚冲学号:16一、设计任务多功能数字钟电路设计二、设计条件74LS00 4片,74LS48 6片,74LS74 1片,74LS90 5片,74LS92 2片,74LS191 1片,555 1个,数码显示器202 6片,电阻器 6个,电容器 4个,开关 2个三、设计要求①准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。

②小时的计时要求为“12翻1”,分和秒的计时要求为60进制进位。

③校正时间。

4、课程设计工作量:1周内完成对多功能数字钟的设计、仿真、装配与调试。

四、设计内容1.设计思想:数字钟主要分为数码显示器、60进制和12进制计数器、频率振荡器和校时这几个部分。

该系统的工作原理是:振荡器产生的稳定高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,在经分频器输出标准秒脉冲。

秒计数器计满60后向分计数器进位,分计数器计满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“12翻1”规律计数。

计数器的输出经译码器送显示器。

计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。

图1、多功能数字钟系统组成框图2.电路结构与原理图(1)振荡器振荡器可由晶振组成,也可以由555定时器组成。

图3是由555定时器构成的1KHZ的自激振荡器,其原理是0.7(2R3+R4+R5)C4=1ms,f=1/t=1KHZ。

计时是1HZ的脉冲才是1S计一次数,所以需要分频才能得到1HZ的脉冲。

图2、晶体振荡器图3、555振荡器(2)分频器的设计分频器电路,是三个用十进制计数器74LS90串联而成的分频器,分频原理是在74LS90的输出端子中,从低位输入10个脉冲才从高位输出1个脉冲,这样一片74LS90就可以起十分频的作用,三个74LS90串联就构成了千分频的电路,输出的便是1HZ的信号,从而达到目的。

电路图见图4图4、分频器(3)小时计数器的设计——12进制计数器时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器,即当数字钟运行到12时59分59秒,秒的个位计数器再输入一个秒脉冲是,数字钟应自动显示为01时00分00秒,实现日常生活中习惯用的计时规律。

多功能数字钟电路设计实验报告

多功能数字钟电路设计实验报告

多功能数字钟电路设计实验报告实验目的:设计一个多功能数字钟电路,能够显示当前时间,并具备闹钟、秒表和计时等功能。

实验原理:1. 数码管显示:使用4位共阴极数码管进行显示,采用BCD码方式输入。

2. 按键输入:使用按键进行时间的调节和选择功能。

3. 时钟频率:使用晶体振荡器提供系统时钟,通过分频电路控制时钟频率。

实验器材:1. 4位共阴极数码管2. 按键开关3. 74LS90分频器4. 时钟晶体振荡器5. 耐压电容、电阻等元件6. 电路连接线实验步骤:1. 连接电路:根据电路原理图,将数码管、按键开关、74LS90分频器、晶体振荡器等连接起来,注意接线正确。

2. 编写程序:根据实验要求,编写相应的程序,实现时钟、闹钟、秒表和计时等功能。

3. 调试电路:将电路通电并运行程序,观察数码管的显示情况和按键功能是否正常。

4. 测试功能:分别测试多功能数字钟的时钟、闹钟、秒表和计时等功能,确保功能正常。

5. 完善实验报告:根据实验结果和观察情况,完善实验报告,并附上电路原理图、程序代码等。

实验结果:经过调试和测试,多功能数字钟电路能够正常显示时间,并具备时钟、闹钟、秒表和计时功能。

使用按键进行时间调节和功能选择,数码管根据不同功能进行相应的显示。

实验总结:通过本次实验,我掌握了多功能数字钟电路的设计原理和实现方法,并且了解了数码管显示、按键输入、时钟频率控制等相关知识。

实验过程中,我发现电路连接正确性对功能实现起到关键作用,同时合理编写程序也是确保功能正常的重要环节。

通过实验,我对数字电路的设计和实现有了一定的了解,并且培养了动手实践和解决问题的能力。

多功能数字时钟设计报告

多功能数字时钟设计报告

多功能数字时钟设计报告目录一.设计任务和要求 (2)二.设计的方案的选择与论证 (2)三.电路的设计计算与分析 (4)四.总结及心得 (12)五.附录 (14)六.参考文献 (15)一设计任务和要求:实现24小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。

具体要求:(1)显示功能:具有“时”、“分”、“秒”的数字显示(“时”从0~23,分0~60,秒0~60)。

(2)校时功能:当刚接通电源或数字时钟走时有偏差,能动手对“时”、“分”、“秒”进行校时。

(3)整点报时:当时钟计时到整点时,能进行整点报时。

(4)闹铃功能:在24小时之内,可以设定定时时间,当数字时钟到定时时间时能进行.二设计的方案的选择与论证2.1.总体设计方案与思路系统用十进制的计数器分别构成一个二十四、两个六十进制的计数器,串联连接计数器、并加秒脉冲,使“秒”、“分”、“时”进位,从而数字时钟的显示显示功能;系统应用校时电路实现时钟的校时功能;系统应用译码电路将整点识别出来,同时进行报时;系统用寄存器先把闹铃响的时间存储起来,再用数值比较器,将寄存器存储的时间与实际时间点比较,如果相等,则闹铃工作,从而实现了时钟的闹铃功能。

多功能数字时钟的电路原理结构图如下图所示:图1.多功能数字时钟的电路原理结构图上图中:开关S2的作用,当S2置于左侧时数字时钟正常显示时间,当置于右侧时,数字时钟进行调时,此时若寄存电路的开关合闭则进行设置闹铃时间.2.2.方案的具体实现由于本电路的复杂性,电路图多的特点,本方案采用了子电路与主电路相结合的方案,这样易于调试和修改。

另外采用了总线的电路连线方式使电路图简洁美观。

1.总体电路的设计总体电路如图所示:DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUE DCD_HEX_BLUESONALERT600 Hz总体电路是由小时计时电路、分钟计时电路、秒钟计时电路、校时选择电路、整点译码电路、闹钟的寄存与比较电路、和由555定时器构成的秒脉冲电路等七个子电路模块连接在一起,和外接开关和数码管构成。

(数电)多功能数字钟—设计报告

(数电)多功能数字钟—设计报告

1、设计内容及要求:①基本功能:以数字形式显示时、分、秒的时间,小时计数器的计时要求为24进制,并要求手动快校时、校分。

②扩展功能:整点报时。

2、系统设计原理:系统要求:数字电子钟由555集成芯片构成的振荡电路、计数器、译码器、显示器和校时电路组成。

555集成芯片构成的振荡电路产生的信号作为秒脉冲,秒脉冲送入计数器,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。

在功能方面,对于本次综合设计,还要求有校时与整点报时功能。

方案设计:图1. 数字钟电路框图电子钟的计时周期为24小时,显示满刻度为23时59分59秒,另外应有校时功能和报时功能。

因此,一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”,“分”,“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。

系统工作原理:秒信号产生器是整个系统的时基信号,它直接决定计时系统的精度,用555振荡器来实现。

将标准秒信号送入“秒计数器”,“秒计数器”采用60进制计数器,每累计60秒发出一个“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进制计时器,可实现对一天24小时的累计。

译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态用七段显示译码器译码,通过七段显示器显示出来。

校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整。

3.单元电路的设计:3.1、基于555电路的秒脉冲发生器的设计3.1.1用555芯片设计一个多谐振荡器,输出方波用作计数器。

脉冲频率公式:f=1/(R1+2R2)C㏑2选择R1=1K,R2=5K,RV1=2K,C=100nF,形成电路图如图所示:图2. 555振荡器电路图仿真波形如图所示图3. 555脉冲仿真波形图555振荡器输出f=1000HZ,通过分频得出1HZ的脉冲,此脉冲当做秒时针脉冲。

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电子技术课程设计报告书课题名称姓名学号院、系、部专业指导教师2016年6月12日一、设计任务及要求:用中小规模集成芯片设计并制作多功能数字钟,具体要求如下:1、准确及时,以数字形式显示时(00~23)、分(00~59)、秒(00~59)的时间。

2、具有校时功能。

指导教师签名:2016年6月日二、指导教师评语:指导教师签名:2016年6月日三、成绩指导教师签名:2016年6月日多功能数字钟课程设计报告1 设计目的一、设计原理与技术方法:包括:电路工作原理分析与原理图、元器件选择与参数计算、电路调试方法与结果说明;软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。

1、电路工作原理分析与原理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。

由于标准的1Hz时间信号必须做到准确稳定,所以通常使用输出频率稳定的石英晶体振荡器电路构成数字钟的振源。

又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。

因此一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。

石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲后,秒脉冲送入计数器计数,计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码,并通过显示器显示时间。

由以上分析可得到原理框图如下图图1 实验原理框图2、元器件选择与参数计算(1)晶体振荡电路:产生秒脉冲既可以采用555脉冲发生电路也可以采用晶振脉冲发生电路。

若由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源,可使555与RC 组成多谐振荡器,产生频率 f=1kHz的方波信号,再通过分频则可得到秒脉冲信号。

晶体振荡器电路则可以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。

相比二者的稳定性,晶振电路比555电路能够产生更加稳定的脉冲,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,所以最后决定采用晶振脉冲发生电路。

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,它是电子钟的核心,用它产生标准频率信号,再由分频器分成秒时间脉冲。

所以秒脉冲晶体振荡选用32768Hz的晶振,该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。

从有关手册中,可查得C1、C2均为20pF。

当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。

由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为20MΩ。

(2)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。

该电路可通过CD4060与双D触发器74LS74共同实现。

(3)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。

计数器可以使用十进制的74LS160。

(4)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。

译码器可以使用CD4511。

(5)校时电路:可以通过基本的门器件、电阻与开关实现。

由设计的电路图可选择与非门74LS00。

(6)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。

3、电路调试方法与结果说明(1)电路调试方法①数码管的调试:可以用万用表的负极接数码管的3或8脚,正极依次接数码管剩余的管脚所接电阻的另一端,并将万用表调至测发光二极管档位,从而测试数码管的显示是否正确。

②“时”“分”“秒”电路的调试:将“时”“分”“秒”电路连接完成后,可以用函数信号发生器产生的1Hz方波信号分别作为“时”、“分”、“秒”的个位74LS160的计数脉冲,从而测试“时”是否为24进制,“分”和“秒”是否为60进制。

③校时电路的调试:先将电路外接用函数信号发生器产生的2Hz方波信号,再分别通过校时、校分电路开关的断开、闭合以及开关闭合后电路的工作情况判断电路的校时、校分功能是否正确。

④秒脉冲产生电路的调试:将电路产生的秒时间脉冲接入示波器,观察并计算电路是否产生1Hz方波信号。

(2)结果说明①数码管的调试:当正极依次接1、2、4、5、7、9、10管脚时,数码管依次是G、F、A、B、C、D、E亮。

②“时”“分”“秒”电路的调试:“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。

③校时电路的调试:开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态。

④秒脉冲产生电路的调试:电路产生1Hz方波信号。

4、软件设计说明书与流程图(1)秒脉冲产生电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心,它保证了时钟的走时准确及稳定。

由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。

晶体XTAL的频率选为32768HZ。

该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数。

从有关手册中,可查得C1、C2均为20pF。

当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补偿措施。

由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R1可选为22MΩ。

较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳定性。

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。

本实验中采用CD4060来构成分频电路。

管脚图见图2。

CD4060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,再经过74LS74即可获得1Hz的方波信号。

原理电路图如图3所示,图4为仿真电路图。

图2 D4060管脚图图3 CD4060秒脉冲振荡发生器图 4 产生1Hz时间脉冲的电路图(2)时间计数器电路①“秒”“分”电路根据题目要求,“秒”和“分”都是60进制的,而且是从“00”到“59”,可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。

首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器,即分别将“秒”和“分”个位的进位输出信号经非门作为“秒”和“分”十位的计数输入脉冲。

当计数器从全0状态开始计数,计入59个脉冲时,经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零,于是便得到了60进制的计数器。

74160的逻辑功能示意图、引脚图及功能表如下所示。

图5 a ) 74160逻辑功能示意图 b ) 74160引脚图图6 74160逻辑功能表②“时”电路根据题目要求,“时”是24进制的,而且是从“00”到“23”,可以使用十进制的74LS160来实现这个功能。

首先将两片74LS160通过串行进位方式接成百进制计数器,当计数器从全0状态开始计数,计入23个脉冲时,经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零,于是便得到了24进制的计数器。

(3)译码驱动电路计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出,选用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流,选用CD4511作为显示译码电路,选用LED数码管作为显示单元电路。

由于CD4511是输出高电平有效,所以选用七段共阴极LED数码管。

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。

“秒”用数码管显示如图7所示。

图7 “秒”的译码及驱动显示电路图(4)校时电路数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符合,需要根据标准时间进行校时。

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。

校“秒”时,采用等待校时。

校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。

对校时电路的要求是 :1.在小时校正时不影响分和秒的正常计数。

2.在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

当开关断开时,因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态;当开关闭合时,情况正好与上述相反,这时校时电路处于校时状态。

与非门可选74LS00,非门则可用与非门2个输入端并接来代替从而节省芯片。

校时电路图见图8。

8 校时电路图(5)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。

当时间在59分50秒到59分59秒期间时,分十位、分个位和秒十位均保持不变,分别为5、9和5,因此可将分计数器十位的QC和QA、个位的QD和QA及秒计数器十位的QC和QA相与。

电路在整点前6秒钟内开始整点报时,即当时间在59分54秒到59分59秒期间时,报时电路产生报时控制信号,控制小喇叭产生低音;当时间为00分00秒时,报时电路产生报时控制信号,控制小喇叭产生高音。

5、软件调试方法与运行结果说明(1)软件调试方法由于仿真时晶振不能正常工作,所以通过外接1KHz方波信号来调试电路。

“时”“分”“秒”电路的调试:“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。

校时电路的调试:可以通过校时、校分电路的开关来校对时间,并判断电路的“时”“分”“秒”的进制是否正确。

开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态。

(2)运行结果说明数码管的各部分可以正确显示,电路的“时”为24进制(从“00”到“23”),“分”和“秒”都为60进制(从“00”到“59”)。

开关断开时电路处于正常工作状态,开关闭合时电路处于校时、校分状态,通过控制开关及输入信号可以达到校时功能。

三、设计体会与建议1.设计体会我觉得此次的数字钟设计实验,电路原理相对来比较简单,但电路图比较复杂,所用芯片比较多,相应的连线也多,这就给焊接电路增加了较大的难度。

不过通过此次实验,使我更进一步地熟悉了芯片的结构,掌握了实验中所用各芯片的工作原理和其具体的使用方法,同时还接触到了一些新认识的芯片,增长了见识。

这次课程设计是一次难得的锻炼机会,让我们能够充分运用所学过的理论知识和自己动手实际操作的能力,另外还让我们学习查找资料的方法,以及自己设计电路、焊接电路、分析解决电路存在的问题的能力。

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