数字钟课程设计(改的)

数 电 数 字 钟 课 程 设 计 1 11 数数 字字 钟钟 课课 程程 设设计计 班级 班级 姓名 姓名 学号 学号 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 2 11 目目 录录 一 课程设计题目 3 二 课程设计的设计任务和基本要求 3 三 课程设计题目分析 3 四 课程设计的电路设计部分 4 五 课程设计的电路原理图 8 六 元器件使用说明 8 七 课程设计的心得体会 10 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 3 11 一 一 课程设计题目课程设计题目 数字钟数字钟 二 课程设计任务和基本要求二 课程设计任务和基本要求 1 基本功能 以数字形式显示时 分 秒的时间 小时的计时要求为 24 翻 1 分和秒的计时要求为 60 进位 扩展功能 校时 正点报时及闹时功能 2 要求 1 芯片选取 2 功能讲解 包括参数的计算及必要的理论推导 3 完整的电路图 型号 参数 三 分析三 分析 设计要点 设计一个精确的秒脉冲信号产生电路 设计 60 进制 24 进制计数器 设计译码显示电路 设计操作方面的校时电路 设计整点报时电路 工作原理 数字电子钟由信号发生器 时 分 秒 计数器 译码器及显示器 校时电路 整点报时电路等组成 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 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 24 进制计 数器 可以实现一天 24h 的累计 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 整点报时电路是根据计时系 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 4 11 统的输出状态产生一个脉冲信号 然后去触发音频发生器实现报时 校时电路是来对 时 分 秒 显示数字进行校对调整 其数字电子钟系统框图如下 时显示器分显示器秒显示器 时译码器分译码器秒译码器整点报时 时计数器分计数器秒计数器 时钟校准 振荡器分频器秒脉冲 数数 字字 电电 子子 钟钟 系系 统统 框框 图图 四 课程设计的电路设计部分四 课程设计的电路设计部分 秒脉冲信号发生器 秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分 它的精度和稳定度决定了数字钟的 质量 由振荡器与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 1000Hz 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 一是提供功能扩展 电 路所需要的信号 选用三片 74LS90 进行级联 因为每片为 1 10 分频器 三片级联好 获得 1Hz 标准秒脉冲 其电路图如下 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 5 11 秒 分 时计时器电路设计 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 74LS90 构成 60 进制计数器 由 74LS90 构成的 60 进制计数器 将一片 74LS90 设计成 10 进制加法计数器 另一片设置 6 进制加法计数器 两片 74LS90 按反馈清零法串接而成 秒计数器的十 位和个位 输出脉冲除用作自身清零外 同时还作为分计数器的输入脉冲 CP1 下图 电路即可作为秒计数器 也可作为分计数器 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 6 11 60 进进 制制 计计 数数 器器 24 进制计数器 由 74LS90 构成的二十进制计数器 将一片 74LS90 设计成 4 进制加法计数器 另一片设置 2 进制加法计数器 既个位计数状态为 Qd Qc Qb Qa 0100 十位计数状态 为 Qd Qc Qb Qa 0010 时 要求计数器归零 通过把个位 Qc 十位 Qb 相与后的信号 送到个位 十位计数器的清零端 使计数器清零 从而构成 24 进制计数器 电路图 如下 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 7 11 24 进进 制制 计计 数数 器器 译码显示电路 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 译码显示电路译码显示电路 校时电路 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 其电路图如下 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 8 11 校校 正正 电电 路路 整点报时电路 仿广播电台整点报时电路设计 每当数字钟计时快到整点时发出响声 四低一高并且以 最后一声高音结束的时刻为整点时刻 整点报时电路整点报时电路 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 9 11 五 课程设计原理图五 课程设计原理图 六 元器件使用说明六 元器件使用说明 集成异步十进制计数器 74LS90 集成异步十进制计数器 74LS90 它是二 五 十进制计数器 若将 Qa 与 CPB 相连 从 CPA 输入计数脉冲其输出 Qd Qc Qb Qa 便成为 8421 码十进制计数器 若将 Qd 与 CPA 相连 从 CPB 输入计数脉冲其输出 Qd Qc Qb Qa 便成为 5421 码十进 制计数器 74LS90 具有异步清零和异步置九功能 当 R0 全是高电平 R9 至少有一 个为低电平时 实现异步清零 当 R0 至少有一个低电平 R9 全是高电平时 实现异 步置九 当 R0 R9 为低电平时 实现计数功能 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 10 11 8421 BCD 码十进制 5421 BCD 码十进制 74LS90 功能表如下 555 定时器 振荡器由 555 定时器构成 在 555 定时器的外部接适当的电阻和电容元件构成多 谐振荡器 再选择元件参数使其发出标准秒信号 555 定时器的功能主要由上 下两 个比较器 1 2 的工作状况决定 比较器的参考电压由分压器提供 在电源与地端 之间加上 电压 且控制端 悬空 则上比较器 1 的反相端 加上的参考电压 为 2 3 下比较器 2 的同相端 加上的参考电压为 1 3 若触发端 的 输入电压 2 1 3 下比较器 2 输出为 1 电平 触发器的 输入端接受 1 输入输出 R01 R02 R91 R92Qd Qc Qb QA H H L H H L L H H L H H L L L L L L L L H L L H H L L H L L L L L L L L 计数 计数 计数 计数 数 电 数 字 钟 课 程 设 计 11 11 信号 可使触发器输出端 为 1 从而使整个 555 电路输出为 1 若阈值端 的输入电 压 6 2 3 上比较器 1 输出为 1 电平 触发器的 输入端接受 1 信号 可 使触发器输出端 为 0 从而使整个 555 电路输出为 0 控制电压端 外加电压可 改变两个比较器的参考电压 不用时 通常将它通过电容 0 01 左右 接地 放电管 1 的输出端 为集电极开路输出 其集电极最大电流可达 50 因此 具有较大的带灌电 流负载能力 若复位端 加低电平或接地 可使电路强制复位 不管 555 电路原处于 什么状态 均可使它的输出 为 0 电平 只要在 555 定时器电路外部配上两个电阻及 两个电容元件 并将某些引脚相连 就可方便地构成多谐振荡器 七 课程设计的心得体会七 课程设计的心得体会 经过这段时间