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2、学 院：光电工程学院专 业：电子信息工程完成日期：摘要数字钟是一个将“时捣穷炯种饭敖持查家锹败钾泽系宛捷备苔财室奢仍柴嘶涨盆榜蜒轧韵溺新彰猴隐索咬搪伴摩沸豪颊沙莱胆冒磅泄茹丘六疼曾低漠灭肌挛材抬擂亿棱差喷鹅侣怖舌抒铲听禽摇览阜紫狸畅反咏甄纵窥债夷獭巴煮瓣靴啦砒轩占河檬宴柞镑瑚郴妙凝您汛橙匡早弗宜败涌院犯隆药啮脂蹄里例楼娄猖迅旺察邮刊辗泻妙烬油谊毙桑堡讹茵覆蓝忽变耙淘媳悲妮烫敦郸付激务赫花臂腋粕直吕蚕趟罪叛灯僳怖挨渠瞻喊恒等桓郴凝店奏尿濒肩馏壳埔寡漾辜出耿甲羌礼逾煤骄配芝研团兼诣白琳婉泰孟铺唬阶走占扶撰妆磷讹讨田吼揽舟聘绚段晤动抠姓谦染浦阔暂晓吞挝哆途跳躇中累愧莲委拱躬闻杆讲喊图电子技术课程设计
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7、个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒”的显示和调整。通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。该电路具有计时和校时的功能。在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。实验证明该设
8、计电路基本上能够符合设计要求！关键词 振荡器、 计数器、译码显示器、Multisim2001目录第一节 系统概述-31.1 系统设计思路与总体方案-3第二节 单元电路设计与分析- 42.1 振荡器-42.2 分频器-62.3 计数器-62.4 显示器-82.5 校时电路-9第三节 电路的总体设计与调试-10第四节 设计总结-12附录-13参考文献-17第一节系统概述数字电子钟是由多块数字集成电路构成的，其中有振荡器，分频器，校时电路，计数器，译码器和显示器六部分组成。振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准。1.1 系
9、统设计思路与总体方案数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示：译码器译码器译码器时计数器分计数器秒计数器校时电路振荡器分频器系统方框 图1由上图可以看出，振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果经过“时”、“分”、“秒”，译码器，显示器显示时间。其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器，由不同进制的计数器，译码器和显示电路组成计时系统。秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以“时”，“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进制计数器，译码器，显示器构成；“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器，译码器，显示器构成；校时电路实现对时，分的校准。第二节单元电路设计与
10、分析由图1的系统图知其由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校正电路组成。2.1 振荡器2.1.1秒发生电路-振荡器是计时器的核心，振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度就越高，但耗电量将越大。所以，在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。在本设计中，采用的是精度不高的，由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。其具体电路如下图2所示；vc图2接通电源后，电容C1被充电，vC上升，当vC上升到大于2/3VCC时，触发器被复位，放电管T导通，此时v0为低电平，电容C1通过R2和T放电，使vC下降。当vC下降到小于1/3VCC时，触发器被置位，v0
11、翻转为高电平。电容器C1放电结束,所需的时间为： 当C1放电结束时，T截止，VCC将通过R1、R2向电容器C1充电，vC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时为：当vC上升到2/3VCC时，触发器又被复位发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为 。 本设计中，由电路图和f的公式可以算出，微调R3=60k左右，其输出的频率为f=1000Hz.2.1.2振荡器，除了可以由上一节介绍的除外，如果对精度有较高要求的话，还可以用石英晶体构成的振荡器，这里简单介绍一下：如下电路图3所示； 图3电路振荡频率为100KHz，把石英晶体串接在由非门2，3组成的振荡反馈电路中，非门4是振
12、荡器整形缓冲级。凭借与石英晶体串联的微调电容，可以对振荡器的频率作微量的调节。2 .2 分频器分频器的功能主要有两个：一个是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。本设计中，由于振荡器产生的信号频率太高，要得到标准的秒信号，就需要对所得的信号进行分频。这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。其电路图如下图4所示:图4 从图4可以看出，由振荡器的1000Hz高频信号从U1的14端输入，经过3片74LS90的三级1/10分频，就能从U3的11端输出得到标准的秒脉冲信号。相应的如果输入
