电子数字钟课程设计

1、数字时钟设计报告设计目的1. 掌握数字钟的设计、组装与调试方法。2. 熟悉继承电路的使用方法。设计内容要求基本要求：1. 设计一个有时”、“分”、“秒” （2 3小时59分59秒）显示且有校时功能的电子钟。2. 用中小规模集成电路组成电子钟，并在Mult i s i m中进行组装、调试。3. 画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总报告。 扩展功能：1. 闹钟系统（上午7点59分发出闹时信号，持续时间为lmin）2. 整电报时.在5 9分51秒,5 3秒,5 5秒，5 7秒输出5 00Hz音频信号，在5 9分59秒输 岀1 kH z信号，音响持续1秒，在1 Idl Z音响结束时刻为整点.实验条件

2、装有Mu t is i m8的电脑数字钟系统设计1.2.脉冲产生电路本实验需要1Hz的脉冲，可以用石英晶体振荡器或者555振荡器，它们各有优缺点。(1)石英晶体振荡器频而获得2 IIz的方波信号.图(1)晶体振荡电路图(2)555振荡电路(2) 5 55左时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，可以很方便构成多谐振荡器.只 要搭配上合适的电阻R1,R2,电容C1就可以产生所需要的脉冲信号.如图所示，此时 产生出来的是2kHz的信号，只要经过3个1 0进制计数器进行分频即可产生1H z脉冲输出的脉冲.综合分析考虑上面两种脉冲产生电路,由于在Mu 1 tisi m元件库里而找不到4MHz的 晶振

3、，其它晶振很难分频得到1Hz的频率，如果用4 0 MHz的话产生的波形很不稳左.所以 最终选择第二种方案，用55 5定时器来产生脉冲.3.分频器分频器是一个十进制计数器，可以用74LS90来做，根据74LS9 0的功能表可得到十进 制汁数器的接法如图(3)输入：士;1R01R02R91R92输出74LS90D4. 计数器在数字钟中有两种汁数器,一种是60进制计数器，另一种是24进制计数器.只要改 变74LS9 0的接法，就可以得到这两种计数器.(1)60进制计数骼接译码器接译码器“秒I数器和分计数器电路都是6 0进制，它是由一级10进制很一级6进制计数器连 接构成,如图所示采用两片7 4LS9

4、0串接来构成其中芯片U2是10进制计数器，它的进位作为芯片U1的输入，芯片U1通过QB,QC两根反馈线实现6进制.这是因为当计数器汁到0 1 10的时候,R01和R 0 2同时接收到高电平，计数器淸零，完成6进制计数当计数器计数到 010 1, QA和Q C通过与非之后再经过一个非门,产生进位脉冲，送到分或时的输入端.(2)24进制计数器接译码器U1L【器22-rrr-接译码器U274LS90DrHiJ66a： al分进位脉冲当“时个位U 2接收到第十个脉冲时,U2计数器清零进位端QD向Ul时十位输入进位 脉冲，当第2 4脉冲到达时,U2状态为01 OO.U 1状态为0 010,此时，R01和

5、R02接收到的都是髙电平，使U 1和U2都淸零，完成24进制汁数.5. 译码器和显示器74Ls48驱动器是与842 1 BC D编码器配合使用的 七段译码驱动器.译码器和显示器的连接电路如图所示：1age打cd c口口 0 O O O O O JJ28A军c ；5VJ2校时电路如上图所示，其中J 2为校正分”的控制开关,J 1为校正”时”的控制开关， 当两个开关都断开校时电路不起作用；当J1断开,J2闭合，对分”进行校正;当J2断开,J1 闭合，对时进行校正电容Cl, C2的作用是去抖动.扩展功能1.闹钟系统要求闹钟上午7点59分发出闹时信号，持续时间为1 min,当然,改变电路结构可以调 整

6、闹时的时间.7点59分对应的时十位是(QD QC QBQA)= 0 0 0 0,个位是(QD QCQB Q A ) =011 1 ;分十位是(QD QCQB QA )=010 1,分个位是(QD QC QB QA)=1001.用 上述所有输出端为”1的输出端经过与非之后去控制音响电路，可以使音响电路正好在 7点59分响，持续一分钟后停响.所以闹时控制信号Z的表达式为Z = (QBx QA) H2 x (QC QB QA) H1 x (QC QA)M2 x (QD QA)M1Z = (QB X QA) H2 X (QC QB QA) H1 + (QC QA)M2X(QD QA)M1实现上面逻辑的逻辑电路如下图所示，英中7 4LS20为4输入二与非门，74LS32为2 输入四或非门，再经过三极管控制扬声器的导通与截至，这样就可以使扬声器产生lKHz 的声音.vcc U18A 时十咋匸尢 严卫逊J 时个位丿OB.U2A74LS20DU1ArOA 分十位1 QC74LS32DU6A74LSOON74LS04NO1r qr分个位1iQO74LS20DSOMALERT200 Hz分十位U2AU3AJ-74LS20D74LS04DU2BU4BR122Q