数字电子钟设计

1、（电子行业企业管理）数字电子钟设计20XX年XX月24时制数字电子钟设计采用石英晶体振荡器产生固定频率的脉冲，经分频器分频后充当数字电子钟的秒脉冲，分频器用14级二进制用行分频器CD4060及双D触发器74LS74构成。选用集成十进制异步计数器74LS90分别构成六进制、十进制和二十四进制计数器，来构成秒、分、时计数器。选用BCD-7段译码器CD4511作为译码输出并将时、分、秒显示在LED显示器上。校时电路与报时电路主要由门电路构成，选用74LS系列集成电路。图1-1-2为数字电子钟的系统框图。分显示图1-1-2数字左子钟系统框图1.2系统释曲器译码器1.2.1 秒脉冲偿生器tC1z T10

2、pFxl m-2楼时甯118kH分计数器秒R5mVCC5VU23冲发生器电路C C 40260BD 5V秒脉冲发金器是数字电子钟的核心那分,并精定了VCC字电1PR1D U22A 1Q 74LS74N:1CLK 1Q1CLR)FR4644J巾。屿乩商精度和高触蝴I?勺石英晶体振荡器发出脉冲1Hz的秒脉冲。该设计选用标称频率为32768Hz的石英晶振,通过15次二分频后获得1Hz的脉冲输出。电路图如图1-2-1-1所示，74LS74的5脚输出1Hz秒脉冲。集成芯片CD4060是14级二进制用行分频器，具引脚图和内部结构图分别如图1-2-1-2和图1-2-1-3所示。双D触发器74LS74的引脚图

3、如图1-2-1-4所示。图1-2-1-2CD4060引脚图图1-2-1-474LS74引脚图丽m 1恒回-相连时，其功能为XYrn-TYT0xvf_H128421BCD 码十进制计数器。当 MR1 nMR1MR2Q2Q311和MR2全为高电平时，计数器置 0;当MS1和MS2全 _为高电平时，计数器置 9。因此秒个位和分个位计数器直14FT接将74LS90的12脚与1脚相连构成，而秒十位和分十 CLKOCLK1位由74LS90构成六进制计数器，即将其9、8脚分别接2、3脚。时计数器为二十四进制计数器，可将时个位芯片的8脚接时个位和时十位芯片的2脚，将时十位芯片的9脚接时个位和时十位芯片的3脚构

4、成。进位时，由于74LS90的时钟脉冲是下降沿触发的，可将低位计数器的输出最高位与高位计数器的时钟脉冲相连，当低位计数器的输出最高位由高电平变为低电平时触发高位计数器计数，实现进位。秒、分、时计数器分别如图1-2-2-2、图1-2-2-3、图1-2-2-4所示。图1-2-2-174LS90引脚图表1-2-274LS90功能表接译码器接译码器接秒脉冲图1-2-2-2秒计数器接译码器接译码器接秒十位芯片8脚接译码器接译码器接分十位芯片8脚QQQQU974LS90Ni 1-2-2AN RR RR4的 J I LI-3QQQQ ui2亚4LS90N3图1-2-2-4时计数器1.2.3译码显示电金.gf

5、GN?ab8889(9993U9译码是把给定的代码进行翻译，将时、分、秒计数器输出的四4511BP_5VAB C D E BTDD D D99C11345I07OOOOOO8U124511BP5VDD D DAB C DVCC712671265V-L位二进制代码翻译为相应的十进制数，并通过LED显示器显示。在此，我们采用BCD-7段译码器CD4511,数字显示用共阴极半导体数码管LG5011,其引脚图分别如图1-2-3-1、图1-2-3-2所示，译码器CD4511的功能表如表1-2-3所示。限流电阻采用470Q电阻，图1-2-3-3为CD4511与数码管组成的秒译码显示电路，分译码显示电路、时

6、译码显示电路与其相同。图1-2-3-3秒译码显示电路表1-2-3CD4511功能表2i4墙寸恸InputsOutputsX X X X学校日覆口时垓时电胴,X迎电X 0路4秒嶙时111111J2-4®1 联。“关心、J401，I J171111 I I 0夕校时按键。当秒6分、0时校U开关津DisplayB50hl档吊1-2-4-274LS001管系菖电各祖碱，4脚叫图1-2-4-21-4，路上345678H01 U U O10110000000吟脉冲上嗔秒计数总、界计数修、符计数器、周显未电路知校日时路口11010000000o O o O oo O 一ZKC所O 。 521O 如

7、 碌口 史n他1-2% 数孽电子钟系统电路图2制作与调试2.1 主要仪器和仪表制作过程中主要用到的仪器为示波器和函数发生器，仪表为万用表。示波器用于显示秒脉冲发生电路的输出和计数器的输出，但是由于该示波器只有CH1和CH2两个通道，在观察计数器输出时需分多次观察。函数发生器提供1Hz的脉冲波用于检测秒、分、时计数器电路的性能。万用表用于测试数码管的引脚分布，测电阻值、电容值，测试部分引脚电压等。2.2 制作与调试过程中的故障及排除开始我们使用的是面包板，且直接连接了系统电路后进行调试，结果失败了。检查确定连线无误后，我们对各单元电路进行检查，还是失败了。后来，我们发现面包板的许多管脚没有连通，

8、且导线有断开现象，于是改焊电路板。焊电路板时，我们对单元电路进行逐个焊接并调试。调试秒计数器电路时，发现在连线无误且秒脉冲发生电路正常工作的情况下计数器仍然无法正常工作，经检查发现芯片损坏。由于焊了芯片插座，更换芯片方便快捷。重新更换芯片后，电路正常工作。其他单元电路的制作与调试过程较顺利，整个数字电子钟系统也正常工作。2.3 电路性能测试秒脉冲发生电路能输出较稳定的1Hz脉冲，秒计数电路与分计数电路均能较好地实现六十进制计数，时计数电路实现二十四进制计数，译码显示电路也正常工作。接通电源后数字电子钟自动显示时间，将秒校开关拨到校时档时，每按校时按键一下，秒个位加1，而此时分和时仍正常工作，不受影响。分校时和时校时与此相同，电路可实现独立校时，分校正时不影响时和秒的正常计数。总体来说