多功能数字电子钟设计报告

////////本科生课程设计《数字电子技术》课程设计设计题目：多功能数字电子钟设计专业：电子信息科学与技术班级：2009级学生姓名：/////学号：09214029起止日期：2011.4.25—2011.6.10指导教师：///////（副教授）2011年6月多功能数字电子钟设计/////（//////电子信息工程学院海南三亚572022）摘要：设计一个多功能数字电子钟，其中包括校时电路、显示电路、记数电路、译码电路等。用555定时器产生1KHz的频率信号，再用74LS160制成两个十分频一个五分频的计数器，一个D触发器做成二分频计数器，最后产生1Hz的脉冲信号。用四片74LS160计数器完成分秒的六十进制，同时时计数器应为二十四进制计数器，采用二片74LS160集成电路利用置零法来实现。关键词：数字钟；计数器；课程设计Multi-functiondigitalelectricclockdesign//////(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,/////////University,SanyaHainan572022,China)Abstract：Designamulti-functiondigitalelectricclock,includingwhenthecircuit,showcircuit,countingcircuit,decodercircuit,etc.In555thetimerproduce1KHzfrequencysignals,thenLS160with74madetwoveryfrequencyafivepointsoffrequency,aDflip-flopcountermadefrequencycounter,producethedichotomyof1Hzacpulsesignal.Withfourpiecesof74LS160countertheclockfinishsixdecimal,atthesametimecountershouldbemadewhen24intobyusingtwocounter,a74LS160integratedcircuitsusingzerosmethodtoimplement.Keywords:Adigitalclock;Counter;Coursedesign1设计要求a准确及时，以数字形式显示时、分、秒的时间。b小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进制进位。c校正时间。2题目分析数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，显示秒、分、时的计时装置。它具有走时准确、稳定性好和使用方便等优点，扩展电路完成数字钟的定时控制扩展功能。3整体构思振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，然后经分频器输出标准脉冲。秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数据计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24进1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时可以用校正电路校时、校分、校秒。数字电子钟的逻辑框图如图1所示图1数字钟逻辑图4具体实现4.1秒脉冲产生电路数字电子钟应具有标准的时间源，用它产生频率稳定的1HZ脉冲信号，称为秒脉冲，由于它直接影响到计时器走时的准确度，本实验首先采用555定时器产生1KHz的频率信号，再用74LS160制成两个十分频一个五分频的计数器，一个D触发器做成二分频计数器，最后产生1Hz的脉冲信号。如图1。A1555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIR148k¦¸R348k¦¸C110nFC210nFVDD5V1032VCC5VU474LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U174LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U374LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2VCC5VU5NC7S00_5VU6A74LS74D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR409VCC4VCC7VDD611125810图1脉冲信号4.2计数、译码、显示电路图2数字钟电路系统框图获得秒脉冲信号后，可根据60s为lmin，60min为1h，24h为一个计数周期(一天)的计数规律，分别确定秒、分、时的计数器。由于秒和分的显示均为60进制，因此它们可由二级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进制计数器，十位为六进制计数器，可采用置零法来实现。用四片74LS160计数器完成分秒的六十进制。如图3U174LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U274LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2VCC5VU4A74LS00DXFG1U5DCD_HEX_DIG_BLUEU6DCD_HEX_DIG_BLUE222019181615140VCC13121721图3六十进制仿真图时计数器应为二十四进制计数器，也可采用二片74LS160集成电路利用置零法来实现。当时计数器输出的第24个进位信号时，时计数器应该复位，即完成一个计数周期。如图4U174LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2U274LS160DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2VCC5V1U4A74LS00D4XFG1VCC5U5DCD_HEX_DIG_BLUEU6DCD_HEX_DIG_BLUE672893101100图4二十四进制仿真图4.3校时电路校时电路的作用是当计时器刚接通电源或走时出现误差时，进行时间的校准。图9-4所示是一种实观时、分、秒校准的参考电路。开关K1、K2、K3分别作为时、分、秒校准的控制开关。当K1、K2闭合，K3接G3门的输入端时，G1~G3门的输出均为1，G4门输出为0，G5门输出为1，秒信号经G6门送至秒个位计数器的输入端，计时器进行正常计时。(1)时校准：当开关Kl打开，K2闭合，K3接G3门的输入端时，G1门开启，G2门关闭，秒信号直接经G6和G1门送至时个位计数器．从而使时显示器每秒钟进一个数字，以实现快速的时校准，校准后将K1重新闭合。图5校时控制电路(2)分校准：当开关K1闭合，K2打开，K3接G3门的输入端时，这时秒信号只能通过G6和G2门直接送至分个位计数器，这时分计数器快速计数，当分校准后将K2闭合。（3）秒校准：当开关K1、K2闭合，K3接G4门的输入端时，G4门输出为1，使G5门开启，周期为0．5s的脉冲信号(可由秒脉冲信号分频获得)通过G5、G6门，并送至秒个位计数器，使秒计数器的计数速度提高一倍，加快了秒显示器的校准速度。当秒显示器校准后，将K3恢复与G3门的输入端相接，这时计时器的各位显示器将按校准后的时间进行正常计时。5设计心得体会课程设计是大学生理论与实践结合的桥梁。其大大的增强了学生的动手能力。同时在实践的过程中也大大加强了学生对课本理论知识的理解，使得学生对理论知识有了更深层次的感悟并对理论有了更感性的认识，甚至使得学生对理论豁然贯通，达到一个更深的层次。课程设计也是非常辛苦的。但我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。在设计过程中，通过针对性地查找资料，了解了些电子方面的资料，既增长了自己见识，补充对数字电子技术有了一个全面的认识，这些知识贯穿到一起，对电子专业有了一个更全面的认识！总之这次课程设计让我把理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合等方面全面的培养学生的全面素质。这些在我今后的学习和工作当中都会有很大的帮助。参考文献[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试（第三版）（M）.武汉:华中科技大学出版社，2006[2]王毓银．数字电路逻辑设计[M].北京：高等教育出版社．2004-2[3]阎石.数字电子技术基础（第五版）（M）.北京：高等教育出版社.2006-5