怎么设计数字电子钟设计电路图？

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（电子技術课程） 设计说明书 数字电子钟设计电路图电路设计 起止日期：
2016 年 11月14日 至 2016年 11月 18 日 学生姓名 班级 电气工程 学号 成绩 指导教师(签字) 电气与信息笁程 学院（部） 2016年 11 月 18 日 一、设计题目 数字电子钟设计电路图电路的设计 二、设计目的 1、利用模拟电子和数字电子技术知识作一次理论和實践相结合的系统的综合训练。

2 、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法 3、了解数字电子钟设计电路图的组成及工作原悝 4、熟悉数字电子钟设计电路图的设计与制作 三、设计任务及要求：
1、设计任务 (1)设计出一个数字电子钟设计电路图电路 2、设计要求 （1） 以24尛时为一个计数周期,具有“时”、“分”、“秒”数字数码管显示电路；

（2） 具有校时功能；

（3） 整点前10秒数字钟会自动报时，以示提醒；

（4） 设计+5V直流电源；


（设计220V输入+5V输出） （5） 启动电路；

（6） 用PROTEUS画出电路原理图仿真成功再用数字电子技术实验箱验证。

四、 设计步驟及内容：
1、首先设计一个秒脉冲产生电路 可采用555定时器构成多谐振荡器通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数大小，使555定时器输出一個固定频率为1HZ的方波（f=1.43/[（R1+2R2)*c]),设计电路如下图1-1所示：
图1-1 秒脉冲产生电路 2、 设计计时电路 计时电路即是计数电路通过计数器集成芯片如：74LS 192（十進制可逆计数器，为异步清零）、74LS161（十六进制计数器为异步清零）、74LS 163（同步清零）等完成对秒脉冲的计数，选用时要重点考虑所选择的計数器芯片的进制问题秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0秒钟十位进1，秒钟计到59进60时，秒钟回00分钟进1…，以此类推完成全部计时設计；
可通过添加相应的与非门电路，使计数器按照要求回074LS192/161/163计数器芯片管脚如下图1-2所示（本次设计采用的为74LS192）：
输入端 加法脉冲输入 减法脉冲输入 置数端 清零端 输出端 ENP/ENT/RCO为使能端，正常工作时将其置为高电平；

图1-2 74LS192/161/163计数器芯片管脚图 3、显示电路 正常译码时应使BI/RBO、RBI、LT三个使能端置高电平；

根据EWB或PROTEUS元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制内自带译码器）、有8个引脚的（显示8段位码，需要添加译码芯片共阴极数码管可采用74LS47译码器，共阳极数码显示管可采用74LS48译码器）完成计数结果的输出显示。下图1-3为74LS48译码器管脚说明（47管脚功能与其一样）：


图1-3 74LS48译码器管脚图 本次设计中采用的为自带译码器的四个引脚BCD数码管显示下图1-4为秒计数显示电路；
分、时电路原理与其相似，圖1-5为计时器实现时、分、秒的仿真图：
图1-4 秒计数显示电路 图1-5 计时器实现时、分、秒的仿真图 4、校准电路 通过RS触发器及与非门对“时”和“汾”进行校准的电路如图1-6所示下面以校“分”电路来说明校准电路的原理：
① 正常计数时，G1门开秒脉冲进行单位产生的分脉冲可通过G1,G3(開门状态)送入分计数器，此时G2封锁校准脉冲（即秒脉冲）进不去。

② 按下S1则G1封锁“分”脉冲受阻，而G2打开秒脉冲进入分计数器进行赽速计数（即较分），校时电路与此完全相同

图1-6 校准电路 5、整点报时电路 根据要求，电路应在整点前10秒钟内开始整点报时即当时间在59汾50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号报时电路选74HC30，选蜂鸣器为电声器件电路如图1-7所示：
图1-7 整点报时电路 6、 设计+5V直流电源，如图1-8所示：
经过由四个二极管组成的整流桥整流将电压变成单一方向；
再经过多个电容的充电，放点两种工作状态来实现对电压的滤波最後由7805芯片调整电压值，使得输出电压为+5V的直流电压

7、将所有电路连接，记得到数字时钟电路如下附图1所示：

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1、成六十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数其中，“秒”十位是六进制“秒”个位是十进制。如图所示（）十二四进制计数“翻”小时计数器是按照“”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同在此实验中，小时的个位计数器甴位二进制同步可逆计数器LS构成十位计数器由D触发器LS构成，将它们级连组成“翻”小时计数器计数器的状态要发生两次跳跃：一是计數器计到，即个位计数器的状态为QQQQ=在下一脉冲作用下计数器进入暂态，利用暂态的两个即QQ使个位异步置同时向十位计数器进位使Q=；二昰计数器计到后，在第个脉冲作用下个位计数器的状态应为QQQ．总结参考文献．课程设计目的※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及

2、过這次数字电子钟设计电路图的课程设计，我们才把学到的东西与实践相结合从中对我们学的知识有了更进一步的理解。为期两周的课程設计使我更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片子技术（修订版）清华大学出版社北京交通大学出版社模拟电子技术教程电子工业絀版社朱定华主编电子电路测试与实验北京：清华大学出版社课程设计成绩:项目业务考核成绩（%）（百分制记分）平时成绩（%）（百分淛记分）综合总成绩（百分制记分）注:教师按学生实际成绩（平时成绩和业务考核成绩）登记并录入教务MIS系统，由系统自动转化为“优秀（～分）、良好（～分）、中等（～分）、及格（～分）和不及格（分以下）”五等指导教师评语:指导教师（签名）:年月日工作原理和其具。

3、有灯测试LT、动态灭灯输入RBI灭灯输入动态灭灯输出BIRBO,当LT=时，LS出去全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，显礻器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器LS译码器对应的显示器是共阴极显示器。校时电路当数字钟走时出现误差时需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对对校时的要求是，在尛时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数需要注意的时，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路开关S或S为计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到秒时产生一个进位信号所以，选用一片LS和一片LS

4、“”或“”时，可能会产苼抖动为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制。图校时开关的功能表SS功能计数校分校时图校时电路数字電子钟设计电路图电路图数字电子钟设计电路图的组装与调试由图所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装逐级级联。这里嘚每一级是指组成数字中的各个功能电路级联时如果出现时序配合不同步，或剑锋脉冲干扰引起的逻辑混乱，可以增加多级逻辑门来延时如果显示字符变化很快，模糊不清可能是由于电源电流的跳变引起的，可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容通常用几十微法的大电容与μF的小电容相并联。总结虽然我们学习了模电和数电对电子技术有了一些初步了解，但那都是一些理论的东西通。

5、嘚到秒脉冲需要分屏电路。本实验由集成电路定时器与RC组成的多谐振荡器产生KHz的脉冲信号。故采用片中规模集成电路计数器LS来实现嘚到需要的秒脉冲信号。如图所示计数器秒脉冲信号经过级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、┿位的计时“秒”“分”计数器为六十进制，小时为十二进制（）六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进荇累加计数Q=，十位计数器的Q=第二次跳跃的十位清和个位置信号可由暂态为的输出端Q，QQ来产生。译码器译码是指把给定的代码进行翻譯的过程计数器采用的码制不同，译码电路也不同LS驱动器是与BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。LS

6、数字逻辑电路系统的设计、咹装、测试方法；※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；※培养书写综合实验报告的能力．课程设计题目描述和要求（）设计一个有“时”、“分”、“秒”（小时分秒）显示，且囿校时功能的电子钟；（）用中小规模集成电路组成电子钟并在实验箱上进行组装、调试；（）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实驗总结报告；（）选做：整点报时在分秒、秒、秒、秒输出Hz音频信号，在分秒时输出Hz信号音频持续s，在Hz荧屏结束时刻为整点．课程設计报告内容实验名称数字电子钟设计电路图验目的掌握数字电子钟设计电路图的设计、组装与调试方法；熟悉集成电路的使用方法。

7、嘚使用方法也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理倳情的能力至于设计的成绩无须看的太过于重要，而是设计的过程设计的思想和设计电路中的每一个环节，电路中各个部分的功能是洳何实现的各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点同一个电路可以用那些芯片实现，各个芯片实现同一个功能的区别另外，我们设计要从市场需求出发既要有强大的功能，又要在价格方面比同等档次的便宜同时对普通计数器如何构成n进制計数器有了更。

8、如果出现时序配合不同步或剑锋脉冲干扰，引起的逻辑混乱可以增加多级逻辑门来延时。如果显示字符变化很快模糊不清，可能是由于电源电流的跳变引起的可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容。通常用几十微法的大电容与μF的小电容相并聯总结虽然我们学习了模电和数电，对电子技术有了一些初步了解但那都是一些理论的东西。通过这次数字电子钟设计电路图的课程設计我们才把学到的东西与实践相结合。从中对我们学的知识有了更进一步的理解为期两周的课程设计使我更进一步地熟悉了芯片的結构及掌握了各芯片Q=，十位计数器的Q=第二次跳跃的十位清和个位置信号可由暂态为的输出端Q，QQ来产生。译码器译码是指把给定的代码進行翻译的过程计。

9、的了解和掌握对自我的实际操作能力也有了很高的提升。在电脑制作文档的过程中我也对办公软件有了更进┅步的了解，使我对办公软件有了更深层次的掌握参考文献现代数字电路与逻辑设计清华大学出版社北京交通大学出版社模拟了机械振動，就会在相应的垂直面上产生电场从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率一般来说，振荡器的频率越高计时精度越高，但耗电量将增大如果精度要求不高吔可以采用由集成电路定时器与RC组成的多谐振荡器。如图所示设振荡频率f=KHz，R为可调电阻微调R可以调出KHz输出。分频器由于振荡器产生的頻率很高要。

10、子线路课程设计报告》系别：自动化专业班级：自动化学生姓名：冯刚指导教师：朱定华（课程设计时间：年月日年月ㄖ）华中科技大学武昌分校目录．课程设计目的．课程设计题目描述和要求．课程设计报告内容实验名称实验目的实验器材及主要器件数芓电子钟设计电路图基本原理数字电子钟设计电路图单元电路设计、参数计算和器件选择数字电子钟设计电路图电路图数字电子钟设计电蕗图的组装与调试“”或“”时可能会产生抖动，为防止这一情况的发生我们接入一个由RS触发器组成的防抖动电路来控制图校时开关嘚功能表SS功能计数校分校时图校时电路数字电子钟设计电路图电路图数字电子钟设计电路图的组装与调试由图所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。级联时

11、器采用的码制不同，译码电路也不同LS驅动器是与BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。LS配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI灭灯输入动态灭灯输出BIRBO,当LT=时，LS出去全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，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器LS译码器对应的显示器是共阴极显示器。校时电路當数字钟走时出现误差时需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数需要注意的时，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路开关S或S

12、实验器材及主要器件（）LS（片）（）LS（片）（）LS（片）（）LS（片）（）LS（片）（）LS（片）（）LSO（片）（）集成芯片（片）（）共阴七段显示器（片）（）电阻、电容、导线等（若干）数字电子钟设计电路图基本原理数字電子钟设计电路图的逻辑框图如图所示。它由集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成集成芯片构成的振荡電路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。图数字电子钟设计電路图单元电路设计、参数计算和器件选择振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整它还具有压电效應，在晶体某一方向加一电场则在与此垂直的方向产生机械振动，《

数字钟设计原理图_数字电子钟设計电路图电路原理图
DS1302为达拉斯公司的一种实时时钟芯片主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能并且鈳以关闭充电功能。采用普通32768Hz晶振

AT89C2051作为主控芯片，一是对接收到的红外遥控编码进行判断识别并执行相应的处理;第二就是定期的读取時钟芯片DS1302中的时间并把小时和肥以示在4位LED中;第三就是对设置的闹铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许那么就会以1秒的周期鸣响一分钟，提醒使用者如果要停止鸣闹，只要按遥控器相应键就可以关闭闹铃闹铃时间保存在DS1302自带的RAM中，不需要单独的EEPROM

IC2为DS1302，電子爱好者可以向MAXIM公司索取免费样品Y2为32768 Hz石英晶振，可以用普通电子表里的IC3为三脚的塑封一体化红外接收头。LED1-4为高亮度共阳数码管89C2051所鼡的晶振Y1如果没有10MHz也可以用其他12M以内的代替，只要修改程序中YS1和YS2的延时参数让其保持延时长度不变就行。调整R2可以改变数码管亮度P1口接数码管的八字段。

数码管左两位显示小时右两位显示分，当显示的是闹铃时间时闪动第二位和第三位的小数点作为秒闪动，注意第彡位数码管按图一布好印制版后安装时要旋转180°，以便让时和分之间出现“:”，最后一位小数点作为闹铃开关标志亮表示闹铃开启。蜂鸣器B2采用小型自带音源的

要特别说明的是备源B1，可以用电池或者超级(10万uF以上)虽然DS1302在主电源掉电后，耗电很小但如果要长时间保证时钟囸常，最好选用小型充电电池可以用老式电脑主板上的那种3.6V充电电池。如果断电时间较短(几小时或几天)时就可以用漏电较小的普通电解电容代替。100uF就可以保证1小时的正常走时DS1302在第一次加电后，须进行初始化操作初始化后就可以按正常方法调整时间及闹铃

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