华南农业大学-数字电子钟设计(修正版)

华南农业大学电子线路综合设计数字电子钟设计2011级班级：电气工程及其自动化11班组别：6指导教师：魏玉摘要作为学生,每天都上着各种各样的课。按时到达课室是每个优秀的大学生必须做到的事.,那么你就必须要知道具体的时间,进而安排自己的行程。其中，而数字电子钟是最受欢迎的。既选择了数字电子钟课题，再回归《电子技术基础（数字部分）》中的基础知识，分析出数字电子钟基本电路由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成，在完成课程要求的基础上，我们希望在功能方面添加日计数功能、暂停清零功能。而这2次课题所设计的数字电子钟主要利用74LS90芯片的计数功能来实现时分秒的跳变，这一部分又分7小模块：时模块、分模块、秒模块、日计数模块、分频模块、校时校分模块、报时模块。通过将两块90芯片设置为60进制、60进制、24进制来完成时分秒三模块的转换。然后利用石英晶体振荡器加分频器产生秒信号送入秒模块，累计60秒则传递一个分脉冲；累计60分继续传递一个时脉冲信号，时模块累计24小时进入日计数模块，然后通过四个两位数码管（包含2个七段LED显示器）显示出日、时、分、秒。报时电路根据计时系统的的各个输出状态通过“与”门产生一脉冲信号，驱动蜂鸣器实现报时。校时校分电路分别通过“与非门”组成的SR锁存器输出信号到时计数器或者分计数器来对“时”、“分”显示数字进行校对调整。振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。计数器：有了“秒”信号，则可以根据60秒为1分，24小时为1天的进制，分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制计数器，并输出一分，一小时，一天的进位信号。译码显示：将“日”“时”“分”“秒”显示出来。将计数器输入状态，输入到译码器CD4511，产生驱动数码管的信号，呈现出对应的进位数字字型。关键词数字钟振荡计数校正报时DesignofDigitalElectronicClockAbstract：Asastudent,wehavedifferentkindsoflessonseachday.AndasanAll-goodstudent,showingupatclassontimeisthemostbasicthing.Weshouldarrangeourtimeandfinishourworkintime.So,theDigitalelectronicclockisthebestchoiceforacollegestudent.As,wechoosethistopicandthecurriculumrequirementsinFundamentalsofElectronicTechnology(digital)thatwehavelearn.Finally,wegettoknowDigitalelectronicclockis3generallycomposedofoscillator,divider,counter,adecoder,adisplayofseveralparts.Thedigitalelectronicclockisdesignedusing74LS90chipcountfunctiontorealizeelectronicclock,minutesandseconds,jump,thewholedesignismainlydividedinto6modules:module,module,thesecondmodule,frequencydivisionmodule,theschoolwhentheschoolmodule,timingmodule.When,minutesandseconds,modulerespectivelyfortwoblock74LS90,andsetthemto60hex60hex24hex,.Thesecondsignalisgeneratedusingaquartzcrystaloscillatoranddividertoimplementation,willbesecondsignalisfedintothesecondmodule,atotalof60secondseachsendapulsesignal,eachdividedmodulesintotal60minutes,sendapulsesignal,whenthemoduleof24hoursoftotal,throughthefourdigitaltubetwo(contain2sevenLEDdisplaydisplay).Timingcircuittimingsystemaccordingtotherespectiveoutputstatethroughanandgatetogenerateapulsesignaltodrivethebuzzer,therealizationoftime.TheschoolwhentheschooldividedcircuitthroughandconsistingofSRlatchoutputsignalwhenthecounterorcountertowhen,subdisplaydigitalproofingadjust.Oscillationcircuit:mainlyusedtogeneratethetimestandardsignal,theclockaccuracydependsmainlyonthetimestandardsignalfrequencyandthestability,sotheuseofquartzcrystaloscillator.Crossovers:becausetheoscillatorproducesastandardsignalfrequencyisveryhigh,ifyouwanttogetsecondssignal,takesaseriesofcrossoverfrequency.Counter:thesecondsignal,canaccordingto60secondsfor1hours,24hoursfor1daysinhexadecimal,respectivelysetwhen,sub,thesecondcounter,respectivelyis60m,60m,24binarycounter,andoutputsadivided,onehour,onedaybinarysignal.Decodingdisplay:”day”hoursminutessecondsdisplayed.Thecounterinputstateisinputtothedecoder,CD4511,togenerateadrivedigitalcontrolsignal,presentsthecorrespondingbinarynumberfont.Keywordsdigitalclockcountingcorrectiontime目录1.设计目的……………………………………………………………………………………052.设计任务……………………………………………………………………………………053.数字电子钟的电路系统设计………………………………………………………………053.1设计原理…………………………………………………………………………………0543.2方案确定…………………………………………………………………………………063.2.1设计方案……………………………………………………………………………….063.3数字电子钟的电路设计…………………………………………………………………073.3.1时间计数电路的设计………………………………………………………………….073.3.2校时电路的设计……………………………………………………………………….083.3.3整点报时电路的设计………………………………………………………………….093.3.4译码驱动显示电路…………………………………………………………………….093.3.5秒信号发生器的设计………………………………………………………………….093.3.6数字电子钟的整体电路……………………………………………………………….114.电路的装配过程…………………………………………………………………………124.1电路仿真…………………………………………………………………………………124.2电路焊接…………………………………………………………………………………124.3实物的实际调试…………………………………………………………………………124.3.1总体的调试步骤……………………………………………………………………….124.3.2蜂鸣器功能测试……………………………………………………………………….124.4误差分析…………………………………………………………………………………125.课程设计的收获、体会和建议…………………………………………………………131.设计目的较传统的机械时钟而言，数字电子钟准确性更高、功能丰富，目前广为消费者欢迎和使用。通过数字逻辑电路，其中包括组合逻辑电路、时序电路等基本部分构成数字电子5钟。根据课题要求，利用所学所查原理制作出简单能显示时分秒，并附加显示日计数功能的电子钟。2.设计任务设计制作一个数字电子钟指标：（1）数字钟由振荡器、计数器、译码器和显示电路所组成。（2）具有手动校时、校分功能，可以分别对时、对分进行单独校时，使其校正到标准时间；（3）各用2位数码管显示日、时、分、秒；（4）计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停；（5）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；（6）为保证计时器的稳定性及准确性，由晶体振荡器提供时间基准信号。3.数字电子钟的电路系统设计下面将对数字电子钟的整个电路系统设计过程（包括设计原理、方案确定、电路设计及仿真、焊接与调试等部分）进行介绍。3.1设计原理数字钟是一个将“日”、“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X日23时59分59秒，另外应有校时功能和报时、停电查看时间、清零等附加功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“星期”，“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、星期”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秒发出一个“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。每累计24小时，发出一个“日脉冲”信号，该信号将被送到“日计数器”，“日计数器”采用7进制计时器，可实现对一周7天的累计。译码显示电路将“星期”、“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位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脉冲信号，然后去触发一音频发生器实6现报时。校时电路时用来对“星期”、“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。可以通过校时电路对分和时进行校时，且具有整点报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器将以1秒响1秒停的形式响5次。3.2方案确定根据课题要求，通过整理互联网网上、图书馆馆藏资料和对《电子技术基础（数字部分）》的学习，讨论确定一个既符合本设计要求又具