数字时钟正文.doc

数字时钟一设计目的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，节省了电能。因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。通过设计加深对刚刚学习了的数字电子技术的认识。我们此次设计数字钟是为了了解数字钟的原理，加深对我们所学知识的了解和认识、以及知识迁移的能力。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实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，以及各种电路之间的怎样联系起来的。（1） 掌握数字钟的设计，初步了解设计的要求和步骤（2） 熟悉集成电路的使用方法和各种芯片的功能二设计要求（1） 设计指标1 时钟以十二小时为一个周期2 显示时、分、秒；3 具有校时功能，可以对时和分单独校时；4 为了设计的稳定性和准确，由石英晶体振荡电路提供时间基准信号（2） 设计要求1 画出电路原理图；2 元件及参数选择；（3） 制作要求 ：自己独立完成设计，并能发现问题解决问题。（4） 编写设计报告：写出设计过程，附上有关资料和图纸，写上心得体会。三原理框图数字钟的构成：数字钟的逻辑框图如下图所示，它由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器和校时电路组成，石英晶体振荡器产生的信号经过分频作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。 四、 各块的功能电路图1、石英晶体振荡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、频率容易调整。用反相器与石英晶体构成的振荡电路如下图。常取振荡的频率为32768Kz，因其内部有15级2分频集成电路，所以输出端正好可得到1Hz的标准脉冲。如果精度要求不高可以采用集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡。 2 分频器的设计（1）由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要用分频电路。（2） 选用3片中规模集成电路计数器74LS90可以完成分频的功能（3） 因每片为十分之一分频，3片级联则可获得所需要的频率信号，即第一片的Q0端输出频率为500Hz，第二片的Q3端输出为10H z。（4） 分频器的功能只要有两个：第一是产生标准脉冲信号，第二提供功能扩展电路所需要的信号1 时间计数电路：脉冲信号经过计数器，分别得到：秒“个位、十位，”分“个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为60进制，小时为12小时。具体设计在总电路图可以看到。2 译码器；译码是将给定的代码进行翻译，采用的码制不同，译码电路也不同。74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。74LS48的输入端和计数器对应的输出端，74LS48的输出端和七段显示器的对应段相连。3 显示器：本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，而且显示器用的是共阴（接地）显示器。4 校时电路：当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间（或者称校时），校时是数字应具备的基本功能，一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能，为电路简单，这里只进行时和分的校时。校时电路设计要求：在小时校正时不影响分和秒的正常计时，在分校时不影响秒和小时的正常计数。校时电路具体如下：五、总电路图这个电路图比较复杂，但是很多都是跟我们在数字电子技术基础里学到的芯片是相似的。电路的调试：（1） 七段译码器与七段显示器的测量：把显示器与74LS48相连，第一接触时，数码管完全没有显示数字，检查后发现是数码管未接地而造成的，接地后发现还是没有显示正确的数字，后来经过同学的调试发现芯片引脚接触不良，所以确认芯片是否接触良好是非常重要的。（2） 时间计数器的连接和测试：这里的问题总是接触不好，引脚接触不良，但是只要有耐心还是比较容易解决的。（3） 校时电路：校时电路的问题不是很大。没有什么错误。五、总结1 设计体会通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了一些设计电路的步骤，同时也了解了关于数字钟的设计原理与设计思想，这次想到数字钟是由于我的Protel DXP（电路设计教程）里要求的课程设计，但是由于时间的紧迫，这个设计没有进行仿真，比较遗憾，不过在设计的过程中还是是学到不少东西的，由于有些芯片我们在数字电子技术基础里没有学过的，我们在查找这些资料的过程中就学到很多东西，有些芯片本来我们不懂的，但是经过查资料使我对有些不是懂的芯片有了一定的了解。如果有时间，最好能够做出一个实物图就比较了解，但是时间实在太紧拉，虽然老师布置了很久，但是由于我们要考试复习就没有多少是时间去想，有点遗憾。2、对以后设计的一点建议在这次设计中得到老师的指导比较少，都是靠我们自己找资料，这样就比较盲目，所以在以后的课程设计中希望能多点得到老师的指导，而且有些芯片我们实验室根本就没有， 有时候比较难调试。但是老师也给了我不少的帮助，在这里表示感谢！多谢老师在我设计过程中给与我的帮助。参考文献：Pr