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1、应用科技学院 电子技术课程设计报告设计题目：数字钟的设计与制作专业班级：13 级物联网工程2 班姓名：白雪 王贞 张莹学号：068 108 131指导老师：刘烨时间：2015 年 5 月 15 日 2015 年 5 月 30 日地点：四教 4414 实验室 海南大学儋州校区应用科技学院2摘要：数字时钟是一种用数字电路技术实现秒分时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因而得到了广泛的应用。小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站机场等公共场所的大型数显电子钟。数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。本课程
2、设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。要点在于用 555 芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用 14 位二进制计数器 CC4060 芯片、7 双 BCD 同步加计数器 CD4518 芯片、十进制加计数器/7 段译码器 CD4033 芯片等连接成 60 和 12 进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字时钟。关键词：数字时钟；555 芯片；计数器；数码管 海南大学儋州校区应用科技学院31 设计目的 .41.1 设计指标 .42 课程设计任务及要求 .42.1 设计任务 .42.2 设计要求 .43 系统设计 .43.1 设计思路 .43.2 系统设计 .53.2.1 原
3、理图及说明 .53.2.2 具体设计 .63.2.2.1.小时计时电路 .63.2.2.2.分钟计时电路 .63.2.2.3.秒钟计时电路 .63.2.2.4.手动时间校准电路的设计 .63.2.2.5.光敏电阻的设计 .64 主要元器件的介绍 .74.1 40161-4 位二进制同步计数器（有预置端，异步清除） .74.2 CD40106 .74.3 CD4009 .85 电路板的安装与测试 .8 海南大学儋州校区应用科技学院41 设计目的 数字电子钟是一种用数字显示秒分时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确显示直观无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的
4、电子手表，大到车站机场等公共场所的大型数显电子钟。 我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1.1 设计指标1. 时间以 12 小时为一个周期； 2. 显示时、分、秒； 3. 具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；2 课程设计任务及要求2.1 设计任务 1、设计一个有“时” ， “分” ， “秒” （11 小时 59 分 59 秒）显示且有校时功能的数字
5、时钟钟；2、 用中小规模集成电路组成数字时钟。 2.2 设计要求 1用 555 定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入 1HZ 的时钟；（对已有1kHz 频率时钟脉冲进行分频） ；2能显示时、分、秒，12 小时制；3. 设计晶体震荡电路来输入时钟脉冲；4.用双 BCD 同步加计数器 CD4518 芯片设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器.； 5.用十进制加计数器/7 段译码器 CD4033 芯片设计一个 12 小时计数器, 6. 译码显示电路显示时间。 3 系统设计 3.1 设计思路数字电子钟由信号发生器、 “时、分、秒”计数器、LED 数码管、校时电路、整点报时电路等组成。工作原理为时钟源用以
6、产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为 1HZ，为标准秒脉冲。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器” ，该计数器采用 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 海南大学儋州校区应用科技学院5累计 60 分，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 12 进制计数器，可以实现 12 小时的累计。LED 数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。本设计使用芯片数最少、计时准确、动态显示的节电工作方式（耗电量仅
7、为静态显示模式的 1.8） 、调试方便、时间校准方便。电路中的振荡器 XT 为目前多数石英晶体电子表中使用的频率为 215=32768HZ 的石英晶体，经IC2（CC4060 ）组成的 14 级 2 分频和 IC3A（CD4518 ）组成的一级 2 分频后可得到 1HZ 的“ 秒”脉冲信号。用 6 个 40161 分别控制 6 个数码管，用逻辑门电路选择各个数码管的最大数字，比如说输出 9， 就要对应的输入二进制数1001，输出 3 对应 0011，1 对应 0001。逻辑门电路选择好最大数，就接入下一个 40161 的 CLK 端，来进位。MR 端要接入与非门和 40106 之间，读取最大数
8、。我们设计的是实现 09,05,01,02 的进位方式。从秒开始，059，分059，时 011.3.2 系统设计 3.2.1 原理图及说明 时 L E D 数码管 分 L E D 数码管 秒 L E D 数码管时计数（ 十二进制 ）分计数（ 六十进制 ）秒计数（ 六十进制 ）晶体振荡器 分频器时校准分校准（1）电路原理框图 海南大学儋州校区应用科技学院6（2）电路原理图用 555 电路构成的 1KHz 多谐振荡器，调节电阻 R3 可以改变输出信号频率。74LS160 是二，五，十进制同步加法器，用三片 74LS90 构成三级十分频器，将1KHz 矩形波分频得到 1Hz 基准秒计时信号。由于 74LS160 是十进制计数器，分别将个位接成十进制计数器，十位接成六进制计数器，分别将个位的 RCO 输出端接十位的 9 脚端，就构成 60 进制计数器，用两个相同的 60 进制计数器分别做作为秒，分计时，并在个位和十位输出端接上数码显示管显示小时计数器直接采用整体反馈清零法构成 24 进制计数器。 工作原理：振荡电路产生的1KHZ 脉冲信号经三级十分频电路分频后产生的 1HZ 脉冲信号输入 74LS90N 连成的 60 进制秒计数器，再由秒计数器每 60 秒进位输出给 60 进制分钟计数器，分钟计数器满 60 后产生进位信号输入给
