数字钟电路设计报告 本文关键词:电路设计,报告,数字钟
数字钟电路设计报告 本文简介:电子技术课程设计指导书课程设计设计题目:数字钟电路设计数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确,显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表,大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。在控制系统中也常用来做定时控制的时
数字钟电路设计报告 本文内容:
电子技术课程设计指导书
课程设计
设计题目:数字钟电路设计
数字钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,它具有走时准确,显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表,大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。在控制系统中也常用来做定时控制的时钟源。
要实现的功能:
(1)具用时、分、秒十进制数字显示的计时器功能;
(2)具有手动校时、校分的功能;
(3)通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换;
(4)具有整点报时功能。
主要集成芯片:
计时单元
74160
报时单元
74192
总体方案设计
数字钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器,直接决定计时系统的精度。由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。将标准秒信号送入采用60进制的“秒计数器”,每累计60sec就发出一个“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,每累计60min,发出一个“时脉冲”,该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12或24进制计数器,可实现对一天12h或24h的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过6位7段译码显示器显示出来,可进行整点报时,计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。数字钟的原理框图如图2.1所示。
图2.1
数字钟原理框图
各个部分的电路设计
(1)
秒脉冲产生电路
秒脉冲产生电路在此例中的主要功能有两个:一是产生标准脉冲信号,二是可提供整点报时所需要的频率信号。可用1Hz的秒脉冲时钟信号源替代。
图2.2
1Hz的秒脉冲时钟信号源
(2)
秒、分、时计时器电路
秒计时器本质上为对1Hz的秒脉冲时钟信号源进行60进制计数的计数器,其由一个10进制计数器(个位)和一个6进制计数器(十位)串接组成。个位与十位计数器之间采用同步级联复位方式,将个位计数器的进位输出端RCO接至十位计数器的时钟信号输入端CLK,完成个位对十位计数器的进位控制。十位计数器选择QB和QC端做反馈端,经与非门输出至控制清零端CLR,形成6进制计数形式。十位计数器的反馈清零信号经非门变为高电平,可作为60进制计数器的进位信号。如下图中,U2中QA-QB送个位数码管显示,U1中QA-QB送十位数码管显示,U2的CLR接1Hz信号源,U1的CLR经非门接高位计数器(分计数器)的时钟信号端。
分计时器与秒计时器基本一致。
时计数器则采用置数复位的方法,CLR端接高电平,LOAD端接12和24进制的反馈。因为有两种进制的置数,所以用两个开关同时控制,J1开关控制反馈的转换,J3开关控制置数的转换。12进制时要把个位直接从12点调到一点,所以U14的A接高电平置1。如下图
校时校分电路分别用J5、J6两个开关通过给CLR端输入脉冲来调整改变时间。
整点报时部分使用了两片74192芯片,通过减法计数实现几点响几下。两片的输入端分别接时计数器的个位和十位输出,输出端接或非门来判断是否减到了0,输出端和一个脉冲信号接一个与门控制蜂鸣器发声。LOAD置数端接分计时的进位端来控制置数(到整点时有进位则开始响)。
整个电路如图
心得
这次课程设计虽然只是做了仿真的设计,但我对电路的设计安排,74160、74192芯片的使用有了深刻的体会,对于数字钟的概念和设计方法有了深刻的认识。以前只是做过像计数器之类简单电路的设计,数字钟是多种知识的综合。通过综合设计我对于数字电路的理解又上升了一个高度。
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