1、-PAGE . z1.設計任務與要求1.1產生1HZ的脈沖；1.2 能顯示時，分，秒，24小時進制；1.3可手動校正：能分別進展分、時的校正。只要將開關置于手動位置?？煞謩e對分、時進展連續(xù)脈沖輸入調整；1.4整點報時。2.系統(tǒng)原理框圖由振蕩器輸出穩(wěn)定的高頻脈沖信號作為時間基準，秒計數器滿60向分計數器進位，分計數器滿60向小時計數器進位，小時計數器按24翻1規(guī)律計數，計數器經譯碼器送到顯示器；計數出現誤差可用校時電路進展校時、校分、校秒，可發(fā)揮局部：使數字鐘具有可整點報時與定時鬧鐘的功能。時顯示器分顯示器秒顯示器時譯碼器分譯碼器秒譯碼器時計數器分計數器秒計數器校時電路振蕩器分頻器定時控制仿電臺

2、報時整點報時主體局部擴展 局部數字鐘的構造框圖如圖1所示圖1數字鐘的構造框圖3.設計方案與論證3.1時間脈沖產生電路方案一：由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器作為時間標準信號源。555與RC振蕩電路如圖2所示圖 SEQ 圖 * ARABIC1555與RC組成的多諧振蕩器圖方案二:振蕩器是數字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的準確度決定了數字鐘計時的準確程度，通常選用石英晶體構成振蕩器電路。石英晶體振蕩器的作用是產生時間標準信號。因此，一般采用石英晶體振蕩器經過分頻得到這一時間脈沖信號。石英晶體振蕩電路如圖3所示圖 SEQ 圖 * ARABIC2石英晶體振蕩器圖方案三：由集成邏輯門與RC

3、組成的時鐘源振蕩器門電路組成的振蕩電路如圖4所示圖 SEQ 圖 * ARABIC3 門電路組成的多諧振蕩器圖用555組成的脈沖產生電路: R1=47k，R2=47k，C=10F，則555所產生的脈沖的為:f=1/(R1+2*R2)CLn2=1Hz,而設計要求為1Hz,在精度要求不是很高的時候可以使用。石英晶體振蕩電路:采用的32768晶體振蕩電路,其頻率為32768Hz,然后再經過15分頻電路可得到標準的1Hz的脈沖輸出.R的阻值,對于TTL門電路通常在0.72K之間;對于CMOS門則常在10100M之間。由門電路組成的多諧振蕩器的振蕩周期不僅與時間常數RC有關，而且還取決于門電路的閾值電壓V

4、TH，由于VTH容易受到溫度、電源電壓及干擾的影響，因此頻率穩(wěn)定性較差，只能用于對頻率穩(wěn)定性要求不高的場合。綜上分析，選擇方案一，555與RC組成的振蕩電路較簡單，易調節(jié)，本錢較低3.2校時電路數字種啟動后,每當數字鐘顯示與實際時間不符進,需要根據標準時間進展校時。校秒時，采用等待校時。校分、時的原理比擬簡單，采用加速校時。對校時電路的要 : 在小時校正時不影響分和秒的正常計數 。在分校正時不影響秒和小時的正常計數 。方案一：當剛接通電源或時鐘走時出現誤差時，都需要進展時間的校準。校時是數字鐘應具有的根本功能，一般電子鐘都有時、分、秒校時功能。為使電路簡單，這里只進展分和小時的校準。校時可采用

5、快校時和慢校時兩種方式。校時脈沖采用秒脈沖，則為快校時；如果校時脈沖由單次脈沖產生器提供則為慢校時。圖5中C1、 C2用于消除抖動。至時個位計數器至分個位計數器分十位進位脈沖秒十位進位脈沖3.3K3.3KC2 S2C1 S1C1=C2=0.01F+5V校時脈沖圖5方案一校時電路方案二：通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數通路，然后再進展人工出觸發(fā)計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端，校正好后，再轉入正常計時狀態(tài)即可。根據要求，數字鐘應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖6所示為所設

6、計的校時電路。圖 6 方案二校正電路圖方案三：校準電路由根本RS觸發(fā)器和與門組成，根本RS觸發(fā)器的功能是產生單脈沖，主要作用是起防抖動作用。未撥動開關K時，與非門G2的一個輸入端接地，根本RS觸發(fā)器處于1狀態(tài)，這是數字鐘正常工作，分進位脈沖能進入分計數器。撥動開關K時，與非門G1的一個輸入端接地，于是根本RS觸發(fā)器轉為0狀態(tài)。秒狀態(tài)可以直接進入分計數器，而分進位脈沖被阻止進入，因而能較快地校準分計數器的計數值。校準后，將校正開關恢復原位，數字鐘繼續(xù)進展正常計時工作。電路圖如圖7所示:圖 7 方案三校正電路方案四：校時電路僅由2個單刀雙擲開關所構成綜上分析，選擇方案四，用開關組成的校時電路較簡單

7、，易調節(jié)，本錢低4.電路圖及設計文件4.1工作原理電路總原理如圖8所示圖8多功能數字鐘的總原理圖4.2電路設計基于NE555的秒方波發(fā)生器的設計用NE555芯片以及外圍電路搭建成一個多諧振蕩器，通過設計外圍電路的參數輸出方波頻率為1Hz，故稱為秒方波發(fā)生器。由于脈沖的占空比對系統(tǒng)的影響不大，故把占空比設計為1/3。輸出方波用作計數器及D觸發(fā)器的clk信號。NE555定時器引腳圖如圖9所示，脈沖頻率公式：f=1R1+2R2C2 選擇R1=47K，R2=47K，RV1=2K，C=10F，形成電路圖如圖10所示：圖9 NE555的引腳圖 圖10秒脈沖發(fā)生器基于74ls160的2460進制計數器的設計

8、圖11 74ls160的引腳圖表1 74ls160的功能表圖12 采用同步置數法設計60進制計數器圖13 采用同步置數法設計24進制計數器譯碼驅動及顯示單元電路譯碼電路的功能是將秒、分、時計數器的輸出代碼進展翻譯，變成相應的數字。用于驅動LED七段數碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅動器，其輸出是OC門輸出且低電平有效，專用于驅動LED七段共陰極顯示數碼管。如圖9所示。假設將秒、分、時計數器的每位輸出分別接到相應七段譯碼器的輸入端，便可進展不同數字的顯示。圖 14譯碼及驅動顯示電路圖整點報時電路仿電臺正點報時電路的功能要：每當數字鐘計時快要到正點時發(fā)出聲響。

9、但為了簡單，用發(fā)光二極管替代喇叭，到分鐘顯示到59分時，二極管就會亮。校時電路當剛接通電源或時鐘走時出現誤差時，都需要進展時間的校準。校時是數字鐘應具有的根本功能，一般電子鐘都有時、分、秒校時功能。為使電路簡單，這里只進展分和小時的校準。5.測試方法與數據5.1測試步驟如下： 用示波器檢測脈沖信號發(fā)生器局部，看其輸出的秒脈沖信號的波形、頻率和周期等是否符合要求，必須確保秒脈沖信號的頻率準確F1Hz，這關系整個數字鐘的準確性。分別將時、分、秒計數器的脈沖信號輸入端調至較時脈沖，檢查各計數器是否按所要求的進制形式進展，顯示是否正常。同時看較時電路是否到達較時的目的。時、分、秒計數器接回計時脈沖，看總體工作是否正常。5.2測試數據顯示00:05:35圖15 仿真結果圖6.元件清單元件清單如表2所示器件型號用途介紹數