数字钟课程设计(完整原理图)

课程设计报告题目数字钟-数电课程设计2011-2012第一学期班级姓名学号指导教师单位年月日前言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。例如，许多火灾都是由于人们一时忘记了关闭煤气或是忘记充电时间。尤其在医院，每次护士都会给病人作皮试，测试病人是否对药物过敏。注射后，一般等待5分钟，一旦超时，所作的皮试试验就会无效。手表当然是一个好的选择，但是，随着接受皮试的人数增加，到底是哪个人的皮试到时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。目录一、设计目的...................................................................................................................................-2-二、设计要求................................................................................................................................-3-2.1设计指标....................................................................................................................................-3-2.2设计要求....................................................................................................................................-3-2.3制作要求...................................................................................................................................-3-2.4编写设计报告...........................................................................................................................-3-三、各单元电路设计....................................................................................................................-4-3.1工作原理...................................................................................................................................-4-3.2原理框图...................................................................................................................................-4-3.3振荡器.......................................................................................................................................-5-3.3.1由石英晶体振荡器构成的1HZ秒脉冲信号..................................................................-5-3.4时间计数器电路......................................................................................................................-6-3.4.1秒计数器的设计..............................................................................................................-6-3.4.2分计数器的设计..............................................................................................................-7-3.4.3时计数器电路..................................................................................................................-8-3.5译码驱动及显示单元的设计...................................................................................................-9-3.6校时电路...................................................................................................................................-9-3.7整点报时电路.......................................................................................................................-10-3.7.1论证.............................................................................................................................-10-3.7.2实现.............................................................................................................................-10-四、总电路设计..........................................................................................................................-12-五、元件清单..............................................................................................................................-12-六、课程设计体会......................................................................................................................-13-七、参考文献..............................................................................................................................-14-一、设计目的1、熟悉集成电路的引脚安排；2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法；3、了解数字钟的组成及工作原理；4、熟悉数字钟的设计与制作；5、熟悉Protel99SE软件的操作；二、设计要求2.1设计指标时间以24小时为一个周期；能显示时，分，秒；有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。2.2设计要求画出电路原理图(或仿真电路图)；元器件及参数选择；2.3制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题；2.4编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。三、各单元电路设计3.1工作原理数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“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，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发送一个“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分钟，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进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态由七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后触发音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”显示数字进行校对调整的。数字电子钟由振荡器、分频器计数器、译码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累加的结果以‘时，、‘分，、‘秒’的数字显示出来。‘时’显示由24进制计数器、译码器、显示器构成，‘分’、‘秒’显示分别由60进制计数器、译码器、显示器构成。可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。3.2原理框图1-1原理框图3.3振荡器振荡器产生的时基信号通常频率都很高，要使它成为能用过来计时的“秒”信号，需由分频器来完成。分频器的级数和每级的分频次数要根据时基频率来决定。例如，目前石英电子钟多采用32768HZ的时标信号，将此信号经过15级即可得到周期为1S的“秒”信号。也可选用其他频率的时基信号，确定好分频次数后再选选择合适的集成电路。3.3.1由石英晶体振荡器构成的1HZ秒脉冲信号石英晶体振荡器产生的32768Hz时标信号进行15分频。选用14为二进制计数器\分频器C