數(shù)字時(shí)鐘完整版

1、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫要求1.設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告中要包括以下幾部分內(nèi)容：（1）封皮：設(shè)計(jì)題目，姓名、學(xué)號(hào)，班級(jí)，授課教師姓名【格式見(jiàn)后面附表】（2）寫明設(shè)計(jì)任務(wù)（3）寫出設(shè)計(jì)題目的原理框圖；（4）完成設(shè)計(jì)功能所選用的器件，及相應(yīng)各器件的引腳排列圖和功能表；（5）畫出綜合邏輯電路圖；（6）用仿真軟件進(jìn)行調(diào)試的調(diào)試過(guò)程（即：在調(diào)試時(shí)遇到了哪些實(shí)際問(wèn)題，你是如何解決的）；（7）各人在本次設(shè)計(jì)中的體會(huì)和收獲。正文小四號(hào)宋體，1.5倍行間距。課程設(shè)計(jì)觸告學(xué)生姓名學(xué)號(hào)：學(xué)院：電氣工程學(xué)院班級(jí)：電自1116題目：數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：張光烈職稱:2013年7月4日一設(shè)計(jì)要求多功能數(shù)字鐘具有時(shí)間顯示、鬧鐘設(shè)置、報(bào)時(shí)功能、校

2、正作用。走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、精度、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。電路裝置十分小巧，安裝使用也方便。同時(shí)在日期中，它以其小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費(fèi)的喜愛(ài)。數(shù)字鐘廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵罚捎跀?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此

3、，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。數(shù)字鐘已成為我們生活中不可缺少的必須品，廣泛的應(yīng)用于家庭以及辦公室等公共場(chǎng)所。給我們生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便。本次設(shè)計(jì)主要是采用555定時(shí)器提供定時(shí)脈沖，74160集成塊作為計(jì)時(shí)模塊，8段數(shù)碼顯示管作為顯示工具。應(yīng)用電子工作平臺(tái)軟件來(lái)設(shè)計(jì)和仿真多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)，并通過(guò)硬件實(shí)驗(yàn)的調(diào)試來(lái)相互驗(yàn)證實(shí)際結(jié)果。由振蕩器輸出穩(wěn)定的高頻脈沖信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn),經(jīng)分頻振蕩器輸出標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖,秒計(jì)數(shù)器滿60向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位,分計(jì)數(shù)器滿60向小時(shí)進(jìn)位,小時(shí)計(jì)數(shù)器按“12翻1”規(guī)律計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器經(jīng)譯碼器送到顯示器；計(jì)數(shù)出現(xiàn)誤差可用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。并

4、具有可整點(diǎn)報(bào)時(shí)與定時(shí)鬧鐘的功能。設(shè)計(jì)一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴(kuò)展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間和校時(shí)功能。擴(kuò)展功能部分則具有：定時(shí)控制、自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)和觸摸報(bào)正點(diǎn)的功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分構(gòu)成，在電路中，基本功能部分由主體電路實(shí)現(xiàn)，而擴(kuò)展功能部電路實(shí)現(xiàn)。這兩部分都有一個(gè)共同特點(diǎn)就是它們都要用到振蕩電路提供的1Hz脈沖信號(hào)。在計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路還可以進(jìn)行校時(shí)和校分，為了使電路簡(jiǎn)單所設(shè)計(jì)的電路不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，各位均為兩位顯示，擴(kuò)展部分要有相應(yīng)的響應(yīng)電路。分則由擴(kuò)展能按時(shí)鐘功能進(jìn)行小時(shí)

5、、分鐘、秒計(jì)時(shí)，能調(diào)時(shí)調(diào)分，能整點(diǎn)報(bào)時(shí)，使用3個(gè)2位數(shù)碼管顯示?？傮w設(shè)計(jì)時(shí)鐘顯示功能，能夠以十進(jìn)制顯示“時(shí)”、“分”、“秒”。其中時(shí)為24進(jìn)制，分秒為60進(jìn)制。其他功能擴(kuò)展：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)時(shí)分秒校準(zhǔn)功能。（2）鬧鐘功能，可按設(shè)定的時(shí)間鬧時(shí)。通過(guò)1632開(kāi)關(guān)控制。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能等。在59分56秒、57秒、58秒、59秒輸出750Hz音頻信號(hào)，在59分59秒時(shí)輸出1000Hz信號(hào)，音頻持續(xù)1s,在1000Hz熒屏結(jié)束時(shí)刻為整點(diǎn)。（4）設(shè)計(jì)一個(gè)星期電路，0代表周日，123456代表周一到周六。（5）設(shè)計(jì)一個(gè)秒表電路，用以比賽計(jì)時(shí)。本階段的任務(wù)是根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行模塊劃分，提

6、出方案，并進(jìn)行比較分析，最終找到較優(yōu)的方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)是模塊內(nèi)部簡(jiǎn)單，基本不需要額外的電路，該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊間關(guān)系較明確，模塊外不需使用較多門電路，但不利于功能擴(kuò)充。2.設(shè)計(jì)功能要求基本功能：（1）時(shí)的計(jì)時(shí)要求為“12翻1”和24翻1，分和秒的計(jì)時(shí)要求為60進(jìn)制（2）準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)，分，秒的時(shí)間（3）校正時(shí)間擴(kuò)展功能：（1）定時(shí)控制；（2）仿廣播電臺(tái)報(bào)時(shí)功能；（3）自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)；（4）觸摸報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)；（5）秒表電路，用以比賽計(jì)時(shí)（6）星期電路用以提示工作日和周末二設(shè)計(jì)原理及框圖多功能數(shù)字鐘原理分析數(shù)字電子鐘主干電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器電路

7、組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(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)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”可以選擇12或24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)12或24小時(shí)的累計(jì)。通過(guò)六個(gè)LED顯示器顯示出來(lái)，計(jì)數(shù)出現(xiàn)誤差可用校時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。本次所設(shè)計(jì)的多功能數(shù)字鐘用到了555定時(shí)器、74160遞增集成計(jì)數(shù)器、EWB軟件。555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，74160是4

8、位十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器多功能數(shù)字鐘原理框架如圖1-1所示，電路包括以下幾個(gè)部分：標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器、顯示電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路。圖1-1多功能電子鐘的總體框圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先建立了一個(gè)多功能數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1所示。主體電路擴(kuò)展電路圖1由圖1可知，電路的工作原理是：多功能數(shù)字鐘電路由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“12翻1”的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼

9、器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。擴(kuò)展電路必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行擴(kuò)展功能。實(shí)現(xiàn)同步60進(jìn)制計(jì)數(shù)，可調(diào)整電源5v時(shí)鐘信號(hào)輸入接1Hz的信號(hào)源進(jìn)位輸入接秒的進(jìn)位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)秒功能時(shí)，接低電平。進(jìn)位輸出秒模塊接分模塊，分模塊接時(shí)模塊顯示輸出接到譯碼器輸入，能閃爍鬧鐘比較信號(hào)輸出接到鬧鐘，秒模塊懸空整點(diǎn)報(bào)時(shí)信號(hào)輸出接到響鈴，實(shí)現(xiàn)響停交替5次響鈴調(diào)整使能端入0有效，有效時(shí)，顯示信號(hào)輸出，同時(shí)屏蔽進(jìn)位輸入和進(jìn)位輸出，允許調(diào)整信號(hào)輸入。顯示使能端入1有效調(diào)整信號(hào)輸入器件說(shuō)明555定時(shí)器的介紹555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為55

10、5，用CMOS工藝制作的稱為7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V16V工作，7555可在318V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555定時(shí)器的構(gòu)成及原理?6VCCDTHCO5550U11234圖2-1555定時(shí)器電路引555定時(shí)器的集成電路引腳如2-1圖所示1腳為接地端（GND）、

11、2腳為低觸發(fā)端（TR）、3腳為輸出端（OUT）、4腳為復(fù)位端（R）、5腳為控制電壓端放電端（D）、8腳為電源端（VCC）。（CO）、6腳為高觸發(fā)端（TH）、7腳為555定時(shí)器由分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器和放電三極管等部分組成，其內(nèi)部電路圖如圖2-2所示。分壓器由三個(gè)5K的等值電阻串聯(lián)而成。分壓器為比較器A、A提供參考電壓，比較器12A的參考電壓為巳V，加在同相輸入端，比較器A的參考電壓為+V，加在反13cc23cc相輸入端。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放A、A組成。高電平觸發(fā)信號(hào)加12在A的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸1發(fā)器R端的輸入信號(hào)；低電平觸發(fā)信號(hào)加

12、在A的同相輸入端，與反相輸入端D2的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器S端的輸入信號(hào)?；綬S觸D發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器A、A的輸出端控制。R是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，12555輸出低電平。平時(shí)該端開(kāi)路或接VCC。CO是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出乞V作為比較器A的參考電平，當(dāng)53cc1腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01uf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。VT為放電管，當(dāng)VT導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。挖制電壓COK位控制TM卜8丿1放陋端I）地GND丄彳1cSo1

13、(4)圖2-2555定時(shí)器的內(nèi)部電路圖555定時(shí)器的功能當(dāng)復(fù)位控制端（TH）的電壓大于壬V時(shí)，寫為VTH=1,當(dāng)復(fù)位控制端3ccTH（TH）的電壓小于壬V時(shí)，寫為VTH=0。當(dāng)置位控制端（TR）的電壓大于iV3ccTH3cc時(shí)，寫為VTR=1,當(dāng)置位控制端（TR）的電壓小于iV時(shí)，寫為vtr=o。555定時(shí)器有“低觸發(fā)”、“高觸發(fā)”和“保持”三種基本狀態(tài)。（1）當(dāng)?shù)陀|發(fā)端輸入電壓小于+V且高觸發(fā)端輸入電壓小于2V時(shí)，3cc3ccVTr=0,Vth=0，比較器A2輸出為低電平，A輸出為高電平，基本RS觸發(fā)器的輸入端S=0、R=0,使Q=1,Q=0,經(jīng)輸出反相緩沖期后，OUT=1,T截止。這時(shí)稱5

14、55定時(shí)器“低觸發(fā)”。（2）若低觸發(fā)端輸入電壓大于1V且高觸發(fā)端輸入電壓小于2V，則3cc3ccVtr=1,Vth=0,S=R=1,基本RS觸發(fā)器保持，OUT和T狀態(tài)不變，這時(shí)稱555定時(shí)器“保持”。若高觸發(fā)端輸入電壓大于乞V則VTH=1,比較器A輸出為低電平，無(wú)3cc1論A輸出何種電平，基本RS觸發(fā)器因R=0,使Q=1,經(jīng)輸出反相緩沖器后2OUT=0、T導(dǎo)通。這時(shí)稱555定時(shí)器“高觸發(fā)”。CO為控制電壓端，在OUT端加入電壓，可改變兩比較器A、A的參考電12壓。正常工作時(shí)，要在CO和地之間接0.01uF(電容量標(biāo)記為103)電容。放電管T的輸出端為集電極開(kāi)路輸出。以上原理綜合分析見(jiàn)下表2-1

15、。表2-1555定時(shí)器的功能表輸入中間狀態(tài)輸出放電管狀態(tài)高觸發(fā)端U低觸發(fā)端U-直接復(fù)位RDRSQTHXTRX0XX0導(dǎo)通乞V3cc1V3cc1010導(dǎo)通1V3cc111保持保持不變2U3cc-V3cc-V3ccUOL導(dǎo)通-V3cc不變不變*VCO-V2coUOL導(dǎo)通-V2coUOL不變*CLKRCOAQABQBCQCDQDENPENTGNDLOW16151413121110974160圖2-474160引腳圖表2374160的功能表預(yù)置H使能時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出工作模式CLRLOADENPENTCLKABCDQAQBQCQDRCO0XXXXXXXX00000異步清零10XXfXXXXABCD*

16、1同步置數(shù)110XXXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持11X0XXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持1111fXXXX十進(jìn)制計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)當(dāng)輸入端CLR=0時(shí)，不論有無(wú)時(shí)鐘脈沖CLK，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零叫做異步清零；當(dāng)輸入端LOAD=0時(shí)，無(wú)論其它輸入狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器輸出將直接置數(shù)叫做同步置數(shù)。當(dāng)CLR=LOAD=ENP=ENT=1時(shí)，在計(jì)數(shù)脈沖（上升）作用下，進(jìn)行計(jì)數(shù)。74160遞增計(jì)數(shù)器的基本功能檢測(cè)74160為一個(gè)具有清零與置數(shù)功能的十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器，由顯示器件庫(kù)中選擇帶譯碼器的七段顯示數(shù)碼管與計(jì)數(shù)器輸出端相連，在信號(hào)源中選擇方波電壓（頻率1KHZ，占空比50%,幅值5V）作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖源，將脈沖源及計(jì)數(shù)器輸

17、出端連接至邏輯分析儀輸入端便于觀察波形，所連電路如圖2-5所示。lkHzi50%CLR;VCCCLKRCO4QBCQICHcmENPENTGND74160161514135EZ8甘34IELLin圖2-574160遞增計(jì)數(shù)器基本功能檢測(cè)接線圖二.設(shè)計(jì)過(guò)程該方案用總線結(jié)構(gòu)，主要功能集中在模塊內(nèi)部，模塊功能較為獨(dú)立，模塊間連線簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)展，但設(shè)計(jì)難度大，門電路數(shù)量也比較多。3.1震蕩電路震蕩電路是數(shù)字電子鐘的基礎(chǔ)，電路輸出一個(gè)頻率為1Hz的時(shí)鐘信號(hào)作為電子鐘的秒信號(hào)。由于石英晶體振蕩器所產(chǎn)生的頻率比較穩(wěn)定和精確，所以選擇石英晶體來(lái)產(chǎn)生振蕩。選用32768Hz的石英晶振，經(jīng)過(guò)分頻率后，可產(chǎn)生頻率為

18、1Hz的時(shí)鐘信號(hào)。3.2分頻電路由于晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)頻率高，不可直接作為秒信號(hào)的時(shí)鐘輸入信號(hào)，所以要對(duì)晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分頻。方法：由于2的15次方剛好是32768Hz，所以對(duì)晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行15次分頻后，即可得到1Hz的時(shí)鐘信號(hào)。3.3計(jì)數(shù)器電路根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電子鐘由秒，分，時(shí)，三部分組成，下面分別對(duì)三部分電路進(jìn)行闡述。秒位計(jì)數(shù)器由于以上所說(shuō)晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為32768Hz時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)15次分頻后即可產(chǎn)生1Hz的時(shí)鐘信號(hào)，所以可以直接把所得的1Hz信號(hào)作為秒位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)。計(jì)數(shù)方面選擇具有計(jì)數(shù)功能的74LS90芯片，采用反饋清零方法，組成60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，60秒之

19、后產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)，與電子鐘的秒位60后進(jìn)位相對(duì)應(yīng)。分位計(jì)數(shù)器分位計(jì)數(shù)器同樣采用74LS90芯片，用秒位的進(jìn)位信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)，秒位60秒產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)秒位產(chǎn)生一次進(jìn)位信號(hào)，分位相應(yīng)地計(jì)一個(gè)數(shù)，與數(shù)字電子鐘秒位60秒后分位計(jì)數(shù)一次相對(duì)應(yīng)。同時(shí)用74LS90采用反饋清零法組成一個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)到60后產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)，作為時(shí)信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)位計(jì)數(shù)器原理跟以上闡述的一樣，分位計(jì)數(shù)到60后產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)作為時(shí)位的時(shí)鐘信號(hào)，60分鐘后，時(shí)位計(jì)一次數(shù)，與數(shù)字電子鐘相對(duì)應(yīng)。同樣用74LS90計(jì)數(shù)，所不同的是在時(shí)位需要用反饋清零法組成一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。3.4譯碼顯示電路譯碼顯示是將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)

20、直觀地顯示出來(lái)。由于計(jì)數(shù)器輸出的是一個(gè)8421BCD碼，所以可以用4511顯示譯碼器與2位共陰極數(shù)碼管進(jìn)行譯碼顯示。3.5校時(shí)電路數(shù)字電子鐘必須具有校時(shí)功能才有現(xiàn)實(shí)意義，所以對(duì)設(shè)計(jì)的電子鐘加校時(shí)電路。方法：利用開(kāi)關(guān)和或門電路達(dá)到校時(shí)功能，由于機(jī)械開(kāi)關(guān)在工作時(shí)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象，造成校時(shí)錯(cuò)誤，或者跳得比較多，或者比較快，所以應(yīng)加去抖電路。3.6報(bào)時(shí)電路為增強(qiáng)數(shù)字電子鐘的功能，有必要加上報(bào)時(shí)功能?？衫梅澍Q器與組合邏輯電路，設(shè)計(jì)成到59分56秒開(kāi)始響，到整點(diǎn)一共5秒時(shí)間內(nèi)響5次，1秒響一次。標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器晶體振蕩器電路組成的秒脈沖發(fā)生器晶體振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)

21、準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“12翻1”的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。晶體振蕩器數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，一般來(lái)說(shuō)，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高，它利用某種反饋方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。為了提高秒信號(hào)準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,利用石英晶體來(lái)構(gòu)成振蕩電路。由于石英晶體的選頻特性非常好，只有某一頻率點(diǎn)的信號(hào)可以通過(guò)它，其它頻率段的信號(hào)均會(huì)被它所衰減，而且，振蕩信號(hào)的頻率與振蕩電路中元件的數(shù)值無(wú)關(guān)。因此,，

22、這種振蕩電路輸出的是準(zhǔn)確度極高的信號(hào)。然后再利用分頻電路，將其輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槊胄盘?hào)，其組成框圖如圖4-1。石英品體振蕩電路分頻電躋秒信號(hào)圖4-1電路構(gòu)成框圖分頻器電路分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號(hào)分頻成基時(shí)鐘脈沖信號(hào)和擴(kuò)展部分所需的頻率。在此電路中，分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；二是功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)。由于石英晶體振蕩產(chǎn)生頻率很高為4MHz，而電子鐘需要秒脈沖，可采用分頻電路實(shí)現(xiàn)，先經(jīng)過(guò)1次四分頒，再經(jīng)過(guò)6次十分頻，最后得到秒脈沖信號(hào)。這里采用74LS161作為四分頻、將74LS161QC連接于74LS192,增計(jì)數(shù)CPV端。用74LS192作為十分頻，將74LS

23、161四分頻信號(hào)加74LS1925腳CPV，將進(jìn)位信號(hào)C0連接下一片74LS192的CPV，完成十分頻，最后輸出1HZ的秒脈沖給計(jì)數(shù)電路。555構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖電路555定時(shí)器組成的多諧振蕩器由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖4-2所示，其中R、R2和電容C為外接元件。其工作波如圖4-3所示。設(shè)電容的初始電壓U=0,t=0時(shí)接通電源，由于電容電壓不能突變，所以c高、低觸發(fā)端V=V=01V，比較器A輸出為高電平，A輸出為低電平，THTL3cc12即RD=1，SD=0(1表示高電位，0表示低電位)，R-S觸發(fā)器置1,定時(shí)器輸出u二1此時(shí)Q=0，定時(shí)器內(nèi)部放電三極管截止，電源V經(jīng)R，R向電容C0cc

24、12充電，u逐漸升高。當(dāng)u上升到iV時(shí)，A輸出由0翻轉(zhuǎn)為1,這時(shí)cc3cc2RD=S=1，RS觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0vtvt期間，定時(shí)器輸出u為高電DD10平1。t=t時(shí)刻，u上升到乞V，比較器A的輸出由1變?yōu)?,這時(shí)RD=0，1c3cc1DS=1，RS觸發(fā)器復(fù)0,定時(shí)器輸出u=0。D0ttt期間，Q=1，放電三極管T導(dǎo)通，電容C通過(guò)R放電。u按指數(shù)122c規(guī)律下降，當(dāng)uI宰嚴(yán)0UEA74HD1lN_4i1UMSa106.定時(shí)鬧鐘數(shù)字鐘在指定的時(shí)刻發(fā)出信號(hào)，或驅(qū)動(dòng)音響電路“鬧時(shí)”，或?qū)δ逞b置的電源進(jìn)行接通或斷開(kāi)“控制”。不管是鬧時(shí)還是控制，都要求時(shí)間準(zhǔn)確，即信號(hào)的開(kāi)始時(shí)刻與持續(xù)時(shí)間必須滿足

25、規(guī)定的要求。例如要求上午7時(shí)59分發(fā)出鬧時(shí)信號(hào)，持續(xù)時(shí)間為1分鐘。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為7時(shí)59分時(shí)，音響電路的晶體管導(dǎo)通，則揚(yáng)聲器發(fā)出1KHz的聲音。持續(xù)1分鐘到8點(diǎn)整晶體管因輸入端為“0”而截止，電路停鬧。鬧鐘由可調(diào)時(shí)、分顯示器，4個(gè)74290芯片，3個(gè)4077芯片和兩個(gè)7421芯片的電路構(gòu)出時(shí)鐘的多功能部分。其中，四個(gè)74290和四個(gè)顯示器構(gòu)成定時(shí)鬧鐘的顯示部分（調(diào)時(shí)部分可以由開(kāi)關(guān)3、4直接控制電路與振蕩器的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)）；鬧鐘模塊（60clock，24clock）實(shí)現(xiàn)可與時(shí)鐘比較，并輸出鬧鈴信號(hào)，可調(diào)整電源，時(shí)鐘信號(hào)同上鬧鐘信號(hào)輸入秒模塊接分模塊，分模塊接時(shí)模塊顯示輸出同上鬧鈴輸出接到蜂鳴器調(diào)整使

26、能端，顯示使能端，調(diào)整信號(hào)輸入同上4077芯片的作用是比較實(shí)際時(shí)鐘部分與鬧鐘部分的輸出數(shù)據(jù)是否一致，再由兩個(gè)7421芯片校驗(yàn)作最后校驗(yàn)，當(dāng)全部輸出對(duì)比為真時(shí)，則發(fā)光二極管亮起來(lái)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)鬧鐘功能。具體電路如下圖：2SA1020FIRVttNCRWR%2RQCCURnrriL*Z4HCOftGNDCD亠亠亠亠亠土7r44077v(x了QrIL益42DJa7vcc旻盂書必IBHCJClDlYora.R91vrcncRO；&P92JWQGCfit*CLU*nI/A&NC彈GMJMlRgVXNCRMRK2)FO：1-acCL0?a_a。HCasGMDMiMEJ0102畑BaY554077R9ncRQC

27、CPvcc曲RD14-U2-Ufi-iiCV,uuNCor朋anWilAlVID!B4IM02(WA203B222VSS3J1J)J10伽A101Key-AXJKHOT“折以HOTKaf-AQ?y-aKMOTKeyActowU11圾:HOT*uu加HOT*為廠unJ002?Key-AU14*TU_Ky-AJ31TTUT2B間一分鐘，即0000,1000,0000,0000，則將第十二號(hào)開(kāi)關(guān)上端閉合，其余下端閉合，鬧鐘開(kāi)關(guān)控制電路如圖所示。即將開(kāi)關(guān)一側(cè)接時(shí)分的16位輸出，另一端經(jīng)與門連接與蜂鳴器和發(fā)光二極管相連。7.秒表電路設(shè)計(jì)工L-CD以Q廠一5止:CtR：:-:皿両匚一4J._E.:IrOA

28、1?ABeDIE121BQDU：NAIIB403：otr：74L5160I40G-tpjdSKI-:ID：:-1WWCC-100進(jìn)制計(jì)數(shù)原理圖U1SJJLU2QDCD_HEX益23盂益U232B3TH一1103一-二-lisgsU22TKJT8.時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)Id2電na口口口口口口口口4-sda:HIW3-圧匸廠匚匚匚廠-匚:3；口mir3:a:電嘶時(shí)U1S2SD-CDLJH3罡二=Hgmu5&CDHUTUMCU124WJUU.vcc|=z?nor=_-：IMOiJHEIiEin$UM?EK5C_Bilif曲18務(wù)MEEf=Bss卞瞎站:零IgjTQAS工二心弄AHW-Bln-TE-pnBUZ

29、ZER1KKHZEAMM-?BUZZER2kHzBUZZER3HzBUZR2&MHeelKxiEr-更時(shí)鐘總電路9星期電路設(shè)計(jì)七進(jìn)制計(jì)數(shù)器gildCP-clrenc-lkelkQAQE眾卩盅i-E1ITAEcnijfJ-LOAD=CLK在以上各部分電路，時(shí)分秒，星期，報(bào)時(shí)，鬧鐘設(shè)定，校時(shí)系統(tǒng)，秒表，及2412進(jìn)制轉(zhuǎn)換，以及穩(wěn)定電源輸出，測(cè)試發(fā)光二級(jí)管等功能在仿真過(guò)程均正常。四.設(shè)計(jì)體會(huì)及收獲（1）時(shí)間計(jì)數(shù)電路的連接與測(cè)試六進(jìn)制、十進(jìn)制都沒(méi)有什么大的問(wèn)題，只是芯片引腳的老問(wèn)題，只要重新插過(guò)芯片就可以解決了。但在六十進(jìn)制時(shí)，按圖接線后發(fā)現(xiàn)，顯示器上的數(shù)字總是100進(jìn)制的，而不是六十進(jìn)制，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)無(wú)論是線路的連通還是芯片的接觸都沒(méi)有問(wèn)題。最后，在重對(duì)連線時(shí)發(fā)現(xiàn)是線路接錯(cuò)引腳造成的，改過(guò)之后，顯示就正常了。（2）校正電路因上面程因引腳接錯(cuò)而造成錯(cuò)誤，所以校正電路是完全