多功能电子表设计说明书

1多功能电子表设计目的及意义2多功能电子表设计内容（1）总体设计方案简介（2）单元电路设计（3）总电路图（4）软件设计，编程思路，给出流程图，程序清单（附注释）（5）仿真结果3结果分析4设计总结5设计心得参考文献附录1.多功能电子表设计目的及意义多功能电子表设计目的：目的：学生通过自己动手设计制作，将电子技术相关理论知识与制作实践相结合，提高学生的动手能力，加深对电子技术原理的理解，增加学习电子技术的兴趣，为今后投入电子技术的开发应用打好基础。多功能电子表设计意义：意义：2.多功能电子表的设计内容总体设计方案简介1.功能简介及摘要多功能电子表是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑码头﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS160(10进制计数器)74LS00(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。2.设计流程多功能电子表一般由振荡器、分频器、译码器、显示器等部分组成。这些都是数字电路中应用最广泛的基本电路。多功能电子表的基本计流程框图如下所示;时显示器分显示器时译码器分译码器时计数器秒显示器秒计数器秒译码器分计数器整点报时电路分频器校时电路振荡器图1结构框图3.各部分功能说明1、振荡器振荡器是多功能电子表的核心，它的作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器分成秒脉冲，即“秒”时间脉冲。因此正当其频率的精度与稳定度基本决定了多功能电子表的质量。为了产生稳定的时间标准信号，一般采用石英晶体振荡器。从多功能电子表的精度考虑，晶体振荡频率越高，秒针的时间精度越高。但这会使振荡器的耗电量增大，分频器的级数也要增多，所以在确定频率时，应当天考虑这两方面因素，然后再选用石英晶体振荡器型。2、分频器振荡器产生的时间标准信号频率很高，要使它变成用来计时的“秒”信号，需要一点过级数的分频电路。分频器的级数和每级分频次数要根据时间标准频率来决定。目前，适应电子表多采用32768（215Hz）的时间标砖信号。用N位二进制计数器进行分频后，要得到秒脉冲，可令N=15即可。也就是说，经过十五级二分频即可得到周期为1s的秒脉冲信号。3、计数器有了秒脉冲信号，可以根据60s为1min，60min为1h，24h为1d进位制。分别选定秒、“分”、“时”的计数器。从这些计数器的输出可以得到1min、1h和1d的时间进位信号。在“秒”计数器中，因为是六十进制，通常用两个十进位制计数器的集成片组成，其中，“秒”个位应是十进制，“秒”十位应是六进制。可以采用反馈归零发的方法变成“秒”十位为六进制，实现“秒”的六十进制。“分”计数器组成完全相同，不再重复。只是“时”计数器虽也用两个十进制计数器，但需采用反馈归零方法实现二十四进制计时电路。4、译码显示电路因为计数器全部采用8421BCD码十进制级数集成芯片，所以“秒”、“分”、“时”的个位和十位都有4个状态输出端（QA、QB、QC、QD）。将计数器这些输出端接至专门设计制造的译码电路，即可产生去的七段数码显示器的信号。5、校时电路当刚接通电源或者时钟走时出现误差，都需要进行实践的校准。校时电路的基本原理就是将的脉冲信号（可由分频器的第14级分频输出端直接获得）直接引进“时”计数器，同时将“分”计数器置“0”。在“时”的只是跳到需要的数字后，再切断“”信号，让计时器正常工作。校“分”电路也是按此方法进行的。6、整点报时电路多功能电子表显示整点时，能及时报时。要求每当“分”和“秒”计数器计数带59min50s是，驱动音响电路，在10s内自动发出5次鸣叫声，每隔1s鸣叫一次，每次叫声持续1s，而且前4声低，最后1响高，正好报告整点。单元电路设计及计算1.晶体振荡电路：振荡频率。为可调电位器，微调，可以调整振荡器的输出频率。电路的振荡周期。如果选定脉冲占空比，其中，则。若选择电容，则，取标称阻值。由此可取。555定时器构成多谐振荡器长生的1kHz震荡频率，需要用3片74LS90组成的十进制计数器进行级联后分频，每片均为十分频电路，经过3片74LS90级联后，可获得周期为1s的脉冲信号，如图所示。图2555振荡电路2.分频器电路：74LS90是二，五，十进制异步加法器，用三片74LS90可以构成三级十分频器，将1KHz矩形波分频得到1Hz基准秒计时信号。图3分频电路3.分秒功能60进制计数器电路：采用异步时序电路控制，在十位计数到5时，下一个脉冲一到来就置数。图460进制计数器如果清零脉冲比较窄，有可能使计数器出现误动作，此时，可在门电路输出端增加延时触发器，将清零脉冲展宽。4.计时功能24进制计数器：计“时”电路是一个二十四进制计数器，由两级计数器级器采用同步时序信号控制，用个位的进位端控制十位的使能端，当个位有进位时，芯片工作，输入十位的脉冲信号有效，当十位为2，个位为3的时候，同时给两个芯片的预置端一个有效信号，使之清零。用Multisim7编辑的仿真电路如图所示。图524进制计数器5.校时电路当接通电源或数字钟走时出现误差时，需要对多功能电子表进行时间校准。图所示电路是用Multisim7编辑的可实现“时”、“分”、“秒”校准的仿真电路。该电路由六个与非门（图中的U1、