數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)

1、本次設(shè)計(jì)題目：數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)1簡述數(shù)字鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具 有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人 們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。 在控制系統(tǒng)中也常用來做定時(shí)控制的時(shí)鐘源。2題目要求（1）具用時(shí)、分、秒十進(jìn)制數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)器功能；（2）具有手動(dòng)校時(shí)、校分的功能；（3）通過開關(guān)能實(shí)現(xiàn)小時(shí)的十二進(jìn)制和二十四進(jìn)制轉(zhuǎn)換；（4）具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。主要集成芯片：計(jì)時(shí)單元74160報(bào)時(shí)單元741923總體方案設(shè)計(jì)數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示、報(bào)時(shí)等電路組成。其中振蕩器 和分頻器

2、組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器，直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度。由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入采用60進(jìn)制的“秒計(jì)數(shù)器”，每累計(jì)60sec就發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì) 60min，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”，該信號(hào) 將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)計(jì)數(shù)器”采用12或24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天 12h或24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過6位7段譯碼顯示器顯示出來，可進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)，計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，可以用校時(shí)電路圖2.1數(shù)字鐘原理框圖4單元電路設(shè)計(jì)提示本題目的設(shè)計(jì)采用自下而上的層次電路

3、設(shè)計(jì)法。先設(shè)計(jì)單元電路，再設(shè)計(jì)總電 路。（1）秒脈沖產(chǎn)生電路秒脈沖產(chǎn)生電路在此例中的主要功能有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，二是可 提供整點(diǎn)報(bào)時(shí)所需要的頻率信號(hào)?？捎?Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源替代。I V1vz圖2.2 1Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源（2）秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路秒計(jì)時(shí)器本質(zhì)上為對(duì) 1Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源進(jìn)行 60進(jìn)制計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，其由 一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器（個(gè)位）和一個(gè) 6進(jìn)制計(jì)數(shù)器（十位）串接組成。個(gè)位與十位計(jì) 數(shù)器之間采用同步級(jí)聯(lián)復(fù)位方式，將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端RCO接至十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端 CLK完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。十位計(jì)數(shù)器選擇Q和Q端做反饋端，經(jīng)與非門輸出至控

4、制清零端 CLR形成6進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。十位計(jì)數(shù)器的反饋清零信號(hào)經(jīng)非門變?yōu)楦唠娖剑勺鳛?0進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)。圖2.3中，1014送個(gè)位數(shù)碼管顯示，1058送十位數(shù)碼管顯示，109接電源，1010接1Hz信 號(hào)源，1011接高位計(jì)數(shù)器(分計(jì)數(shù)器)的時(shí)鐘信號(hào)端。圖2.3 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路分計(jì)時(shí)器形式上與秒計(jì)時(shí)器相同，均為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可參考圖2.3。我的設(shè)計(jì)：(1)秒和分電路圖HH圭TSTOnon“bOU5l7A1 SONlii 7rp -：5pace：U15：KD HEX74192N74AL508M49分析：報(bào)時(shí)電路主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)小時(shí)的數(shù)進(jìn)行記錄然后通過記錄的數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)時(shí)。在兩片741

5、92N芯片的QA QB QC Q分別接上顯示管可以記錄的數(shù)值。根據(jù)顯示 的數(shù)值，然后依次減小直到減小到零，通過揚(yáng)聲器進(jìn)行報(bào)時(shí)。整體電路圖:lfJEsql1 T_m芒I EiKEiENze豊:器5使用器件清單74160N六片74192N兩片BUZZER一個(gè)數(shù)碼顯示管八個(gè)7400N三個(gè)7404N三個(gè)單刀雙向開關(guān)三個(gè)74ALS10AM一個(gè)74ALS08M一個(gè)0R8一個(gè)5V信號(hào)源一個(gè)導(dǎo)線，49條接地，VCC各兩個(gè)6調(diào)試結(jié)果與記錄(1) 實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒十進(jìn)制數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)器功能；(2) 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)校時(shí)、校分的功能；(3 )可以通過開關(guān)能實(shí)現(xiàn)小時(shí)的十二進(jìn)制和二十四進(jìn)制轉(zhuǎn)換；(4) 實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。7總結(jié)與體會(huì)1實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)要求，同時(shí)鍛煉了自己和隊(duì)友的動(dòng)手能力，協(xié)作能力。2在做實(shí)驗(yàn)前查了很多的關(guān)于芯片的知識(shí)，同時(shí)還向同學(xué)探討困難，不懂的地方。 在實(shí)驗(yàn)的過程中還向老師請(qǐng)教了很多的問題。3試驗(yàn)中還解決了些問題，像信號(hào)源必須接一個(gè)，才能實(shí)現(xiàn)它們的同步，揚(yáng)聲器的 頻率設(shè)置