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1、电路电路 CADCAD 课程设计报告课程设计报告设计题目： 数字电子钟 专业班级： 学 号： 学生姓名： 同组学生： 1题目题目 数字电子钟设计数字电子钟设计摘摘 要要数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个人 家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于 数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超 过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩 展了钟表原先的报时功能。 主要原理是由 555 定时器构成的振荡器产生稳定的 1Hz 的脉冲信号，作为 标准秒脉冲。秒计数器满 60 向分计数
2、器进位，分计数器满 60 向小时计数器进 位，小时计数器以 24 为一个周期，并实现了小时高位具有零熄灭的功能。计数 器的输出经译码器送到显示器，可在相应位置正确显示时、分、秒。关键词：数字钟、555 定时器AbstractThe digital clock uses the digital circuit realizes to, divides, the second digital demonstrations timing unit, widely uses in individual family, the station, the wharf office and so on pu
3、blic place, becomes in the people daily life the necessary essential item, as a result of digital integrated circuits development and the quartz crystal oscillators widespread application, causes the digital clocks precision, went far beyond the old style clock and watch, clocks and watchs digitizat
4、ion produces the life for the people to bring enormous convenient, moreover expanded the clock and watch original to report time greatly the function. The designing topic of the electronic technology course is the digital clock.The main principle is constituted by a 555 timer oscillator stable 1Hz p
5、ulse signal, as the standard second pulse. Generated by the transistor multivibrator oscillator circuit shock, after prescaler output stable after the second pulse, as a time reference. Counter to the points over 60 seconds into the bit counter, minutes counter at least 60 hours of the counter to ca
6、rry, hour counter for a period of 24 and achieved high with zero off- hour functions. The output of the counter by the decoder to display the correct position can be displayed in the corresponding hours, minutes, seconds.Key: digital clock 555 timer oscillator2目目 录录摘 要.1第一部分 设计任务与要求.31.1 设计任务：.3 1.2
7、 设计要求：.3第二部分 设计方案与论证.32.1 总体方案：.3 2.2 设计方案：.4 2.2.1 方案一：石英晶体振荡器.4 2.2.2 方案二：555 构成多谐振荡器.5 2.3 74290 芯片：.6 2.4 与门：.7第三部分 单元电路的设计.73.1 秒脉冲发生器：.7 3.2 时间计数单元：.8第四部分 总原理图及元器件清单.94.1 设计所得结果及分析：.9 4.2 元器件清单：.11第五部分 结论与心得.12参考文献：.123第一部分第一部分 设计任务与要求设计任务与要求1.1 设计任务：设计任务：1. 设计一个有“时” 、 “分” 、 “秒” （23 小时 59 分 59
8、 秒）显示的电子钟。2. 用中小规模集成电路组成电子钟。1.2 设计要求设计要求：1. 用中小规模集成电路设计并制作一台能显示时、分、秒数字钟。 2. 由 555 定时器设计一个秒脉冲发生器，输入 1Hz 的时钟。 3. 小时计数器用 24 进制计数器。 4. 采用 LED 显示时、分、秒。 5. 用异步十进制计数器 74LS290 设计一个分秒钟计数器，即 60 进制计数 器。 6. 用异步十进制计数器 74LS290 设计一个 24 小时计数器。第二部分第二部分 设计方案与论证设计方案与论证2.1 总体方案：总体方案：本课程设计要通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。总体方案框图如下所示：图
9、2.1 总体方案框图它由振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。振荡电路产生 的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时” 、 “分” 、 “秒”译码器显示时间。 由振荡器产生稳定的 1Hz 的脉冲信号，作为标准秒脉冲。秒计数器计 60 后向分计数器进位，分计数器计满 60 后向小时进位，小时计数器设置成 24 进 制计数器，满 24 后清零，重新开始计时。计数器的输出直接送到 LED 显示器。4秒脉冲发生器为整个数字钟的核心部分，它的精度影响到整个数字钟的稳 定性能。因此，振荡器振荡电路的设计可提出两种方案。2.2 设计方案设计方案：2.2.1 方案一：石英晶体振
10、荡器Q4： 24 = 16 Q14： 214 = 32768/2晶体振荡器工作原理：图 2.2 图所示电路通过 CMOS 非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这 个电路中，CMOS 非门 U1 与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，U2 实现 整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反 馈电 阻 R1 为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于 一个高增益的反相放大器。电容 C1、C2 与晶体构成一个谐振型网络，完成对 振荡频率的控制功能，同时提供了一个 180 度相移，从而和非门构成一个正反 馈网络，实现了振荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从 而保证了输出频率的稳定和准确。晶体 XTAL 的频率选为 32768Hz。该元件专 为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。 从有关手册中，可查得 C1、C2 均为 22pF。当要求频
