数电课程设计

数字电子课程设计。

课题名称数字电子钟的设计

所在院系机械电子工程学院

班级 11自动化（2）班

学号 201110320217

姓名肖汉伟。

指导老师张玲。

时间2013.12.25

景德镇陶瓷学院。

数字电子课程设计任务书。

班级： 11自动化（2）班姓名：肖汉伟指导老师：张玲

教研室主任签字2013 年 12 月 25 日。

摘要：加入世贸组织后，中国将面临激烈的竞争。这场比赛将是一场科技实力，管理水平和人才素质的较量，风险和机遇并存，及电子产品的发展变化迅速，不仅在通信技术的数字替代模拟信号，甚至在我们日常的生活让数字化取缔。

相比模拟钟能给人一种一目了然的感觉，它不仅可以显示在同一时间，时、分和秒，并且可以完成准确的校正。同时，数字时钟可以准确的时间，你的时间精确到报时的声音，提醒你在这个时候，需要做的事情。老式时钟比它更适合现代生活。

一个数字时钟振荡器，计数器，译码器和显示器电路精确时间“小时”“分”“秒”与数字显示，并需要校正电路，使其准确的工作，也可有定时和计时功能。数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。在本文中，multisim10.

0的基础上设计的数字钟，由数字集成电路，数码显示。

关键词：数字钟振荡器计数器译码显示**。

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绪论 6第一章设计任务及设计要求 6

1设计课题 6

2设计任务 6

3设计要求 6

第二章数字电子钟的设计、安装与调试 7

1工作原理 7

2总体电路设计 7

3单元电路设计安装与调试 8

3.1秒脉冲信号发生器 8

3.2计数器 8

3.3译码显示电路 9

4时间计数电路 9

5校时电路 10

6系统联调 11

第三章课程设计体会 12

目录 41．工作原理 7

2．总体电路设计 7

3．单元电路设计安装与调试 7

5）．校时电路 10

5）．系统联调 11

1．集成异步十进制计数器74ls90 12

2．555定时器 13

3．七段led数码显示器 13

六、附录 15

七、参考文献 15

绪论。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播。

而且与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动、无需人的经常调整等优点。数字钟的设计涉及到模拟电子与数字电子技术，其中绝大部分是数字部分、逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间的关系、编码器、译码器显示等基本原理。现在主要用各种芯片实现其功能，更加方便和准确。

multisim10.0作为一种高效的设计与**平台。其强大的虚拟仪器库和软件**功能，为电路设计提供了先进的设计理念和方法。

第一章设计任务及设计要求。

一、设计课题。

数字电子钟的设计。

二、设计任务。

1..准确计时，以数字形式显示时、分、秒时间。

2．小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进制位。

3. 校正时间功能，能够进行校时和校分。

3、设计要求。

1.调研、查找并收集资料。

2.总体设计，画出框图。

3.单元电路设计：。

4.绘制电器原理图。

5.列写元器件明细表。

6.撰写设计说明书（字数约左右）。

7.参考资料目录。

第2章数字电子钟的设计、安装与调试。

数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器和校正电路组成。整个系统的时基信号直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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12进制计数器，可以实现12翻1。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位led显示器显示出来。

校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。

1）秒脉冲信号发生器——555振荡器、分频器。

秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，其精度和稳定度决定了数字钟的质量。由振荡器和分频器组合产生秒脉冲信号。

振荡器：通常用555定时器与rc构成的多谐振荡器，经过调整输出1khz脉冲。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。

分频器：分频器功能主要有两个，一是产生标准秒脉冲信号，一是提供校正电路所组要的信号。由于**器输出的频率很高，所以需一定级数的分频电路。

本设计方案中的分频器主要功能有两个：一是产生标准“秒”信号，二是提供整点报时电路所需要的1khz的高音信号和500hz的低音信号。这里选用三片中规模集成电路计数器74ls90即可满足上述功能，因三片级联则可获得所需频率信号，即第一片的q0输出频率为500hz，第二片的q3输出频率为10hz，第三片的q3输出频率为1hz。

其电路图如图2所示。

（2）计数器。

60进制计数器。

由74ls90和74ls92构成60进制计数器，将74ls90设计成10进制加法计数器，74ls92设置6进制加法计数器。当74ls90计数到6时进行反馈清零，秒计数器的十位除用作自身清零外，还要作为分计数器的输入脉冲。下面电路既可作为秒计数器，也可作为分计数器。

电路图如图3所示。

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。选用74ls191和74ls74。电路图如图4所示。

十二进制器。

3）译码显示电路。

译码电路的功能是将秒、分、时计数器的输出**进行翻译，变成相应的数字。用与驱动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，输出高电平有效，专用于驱动led七段共阴极显示数码管。

若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段译码管的输入端，便可以进行不同数字的显示。在译码管输出与数码管之间串联电阻r作为限流电阻。

（4）时间计数电路。

由1个十二进制电路、2个六十进制电路组成，因上面已有一个双六十电路，只要把它与十二进制电路相连即可，详细电路见图五。

图五。图5 电子钟显示电路。

校时电路是数字钟不可缺少的部分，每当数字钟与实际时间不符时，需要根据标准时间进行校时。k1、k2分别是时校正、分校正开关。不校正时，k1、k2开关是闭和的。

当校正时位时，需要把k1开关打开，然后用手拨动k3开关，来回拨动一次，就能使时位增加1，根据需要去拨动开关的次数，校正完毕后把k1开关闭上。校正分位时和校正时位的方法一样。其电路图如图6所示。

图6 校正电路。

1）组装调试数字钟电路，调节输入脉冲的频率，观察当秒显示器显示“59”，分显示器是否加1且秒显示器跳回到“00”开始加法计数至59，当分显示器和秒显示器显示“59 59”，时显示器是否加1且分显示器和秒显示器归“00 00”状态，秒显示器开始进行下一轮计数。当开关m拨至校分状态开关h处于计时状态时，观察分显示器是否自动校分，当开关h拨至校时开关m处于计时状态时，观察时显示器是否自动校时。数字钟电路的联调要注意各部分之间的时序配合关系，然后检查各部分的功能，使其满足设计要求。

2）设计过程中遇到的问题及其解决方法。

当接通电源时，分显示器和秒显示器只有分显示器在计数，秒计数器显示器的7个二极管都不亮，并且分显示器一直在跳动，而实际生活中是60次秒脉冲才会有分显示器的加1计数。经调试发现问题，由555定时器和分频器发出的秒脉冲并没有送入秒计数器，分显示器一直在跳动说明脉冲发生器的脉冲是准确的，可能是由于分显示器正处于校分状态所以一直在跳动。将秒脉冲送至秒计数器并将开关m拨至计数状态，即可解决问题。

led显示器的显示数字的发光二极管有些不亮，不能构成完整的0~9数字，检查显示器的10个引脚接线，发现有些引脚接错至74ls48译码器，重新连接引脚线路后，接通电源，显示无误。

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