数字电子钟的课程设计论文

1、数字电子钟的课程设计论文 1 引言 由于集成电路制造技术日新月异，电子电路的设计日 趋复杂。为了能在电路付诸实现之前，完全掌握操作环境 因素(如电源电压、温度等)对电路的影响，利用电脑辅助 设计进行电模拟与分析，并进行输入与输出信号响应的验证，可有效地节省产品开发的时间与成本。 2设计目的 2.1掌握数字钟的工作原理及其设计方法 2.2熟悉常用数字集成电路的使用方法 2.3应用ewb软件进行仿真 3 设计内容及要求 3.1设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示的数字时钟。（“时”和“分”的校准电路部分为选做内容） 3.2用中小规模集成电路（ewb中的74160、555定时

2、器）组成数字电子钟，进行组装调试，并进行仿真。 3.3画出原理框图和逻辑电路图，写出设计实验总结报告。 4 数字电子钟的基本原理 4.1数字电子钟的原理框图 如图1所示，秒脉冲产生电路产生的脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。数 码 管数 码 管数 码 管 译 码 器译 码 器 码 器秒计数器分计数器时计数器555图1 数字电子钟原理框图4.2秒脉冲产生电路 图2所示为555集成定时器构成的振荡周期为1秒的多谐振荡器。将该电路产生的秒脉冲信号送到计数器中，分别得到计“秒”的个位和十位、计“分”的个位和十位，以及计“时”的个位和十位的计数信号。 图2由555集成定时

3、器构成的多谐振荡器 图3计秒（或计分）的六十进制计数原理框图4.3计数器 计“秒”（和计“分”）电路： “秒”计数是六十进制，可由一级十进制计数器和一级六进制计数器构成。如图3所示。其中IC1和IC2 可选用74160/290等计数芯片。 IC1应连接成十进制计数器, IC2应接成六进制计数。两者一起构成六十进制计数器，即实现了记“秒”的功能。计“分”电路与计秒电路完全相同，可另外用两个计数芯片IC3和IC4连接而成。 计“小时”电路： 小时的计数可以是二十四进制（也可以是十二进制），计数电路原理框图如图4所示。仍由两块集成计数芯片IC5和IC6组成。其中IC5为“小时”的个位计数，从初态QD

4、QCQBQA0000开始计数，当IC5的计数输入（每小时一个计数脉冲）CP5接收到由计分进位输出的第10个脉冲信号（对应第10个小时）时，IC5应当复位，即QDQCQBQA0000。同时应向IC6输出进位脉冲信号，此时IC6应计数为0001。当第20个脉冲到来时则应为0010，当第24个脉冲到来时，IC5和IC6的状态都应变为0000，即完成二十四进制计数，实现了计“小时”的功能。 图4计小时的二十四进制计数原理框图图四5调试要点 步骤如下： 5.1用示波器检测振荡器的输出信号波形和频率。 5.2将振荡信号分别送入“时”“分”“秒”计数器，检查各级计数器的工作情况。 5.3观察校准电路是否满足

5、设计要求。 5.4观察电子钟是否准确正常的工作。 6设计步骤 6.1秒脉冲发生器的设计 绘制电路原理图 图5 555定时器组成的多谐振荡器该电路图有一个555定时器和R1=48K，R2=48K电阻及C1=10uf和C2=0.01uf构成。6.1.2周期T的测量 测量步骤及数值计算简介：取输出脉冲的占空比为q=2/3则(R1+R2)/(R1+R2)=2/3,故得R1=R2 周期的计算公式为：取C=10uf，T=1s，则T=(R1+2R2)*C*ln2=1,故得R1=R2=48K6.2六十进制（秒）计数器的设计 绘制电路原理图 图6 74160构成的六十进制的计数器1、 绘制步骤简介：下面的一片的74160的CKA接秒脉冲源和上面的74160公接秒脉冲源，下面一片的进位RCO接上面的ENP和ENT；由于采用异步清零，且74160为上升沿有效，为避免在下一级还没有加脉冲时数码管已经显示01，所以接成上面的电路图，仿真波形如下：6.3分进制计数器的设计 绘制电路原理图 图7 74160构成的六十进制的电路图6.4二十四时设计进制： 6.4.1绘制电路原理图 图12二十四时电路图6.5总电路图图8 74160构成的二十四进制的电路图7.设计总电路图8.设计体会 在此次的数字钟设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了