電子技術課程設計報告書課題名稱多功能數字鐘電路的設計與制作姓名學號*******************************院、系、部專業********************************指導教師*****************2011年**月**日一、設計任務及要求：設計任務：設計一個六位LED數碼管顯示時、分、秒的數字鐘。要求：1.以數字形式顯示時、分、秒。2.小時計數采用12進制的計數方式，分、秒采用60進制的計數方式。3.具有快速校準時、分的功能。4.計時誤差：<=10s/天指導教師簽名：2011年**月**日二、指導教師評語：三、成績指導教師簽名：2011年**月**日指導教師簽名：2011年**月**日多功能數字鐘電路的設計與制作1設計目的（1）掌握數字鐘的設計、組裝和調試方法。（2）掌握集成電路的使用方法。2設計思路（1）設計脈沖發生電路。（2）設計時鐘邏輯電路。（3）設計時、分校準電路。3設計過程3.1總體框圖數字鐘電路總體方框圖如圖1所示。圖11.晶體振蕩器電路：晶體振蕩器電路給數字鐘提供一個頻率穩定準確的32768Ｈz的方波信號，可保證數字鐘的走時準確及穩定。不管是指針式的電子鐘還是數字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。2.分頻器電路：分頻器電路將32768HZ的高頻方波信號經32768次分頻后得到1Hz的方波信號供秒計數器進行計數。分頻器實際上也就是計數器。3.時間計數器電路：時間計數電路由秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成，其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器，根據設計要求，時個位和時十位計數器為24進制計數器。4.譯碼驅動電路：譯碼驅動電路將計數器輸出的8421BCD碼轉換為數碼管需要的邏輯狀態，并且為保證數碼管正常工作提供足夠的工作電流。5.整點報時電路：在時間出現整點前數秒內,數字鐘會自動報時,以示提醒.其作用方式是發出連續的或有節奏的音頻聲波,較復雜的也可以是實時語音提示。3.2方案設計與論證3.2.1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。圖1555與RC組成的多諧振蕩器圖用555組成的脈沖產生電路:R1=15*103Ω，R2=68*103Ω，C=10μF，則555所產生的脈沖的為:f=1.43/[(R1+2*R2)*103*10*106=0.947Hz,而設計要求為1Hz,因此其誤差為5.3%,在精度要求不是很高的時候可以使用。方案二:振蕩器是數字鐘的核心。振蕩器的穩定度及頻率的精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。圖2石英晶體振蕩器圖石英晶體振蕩電路: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0.7～2KΩ之間;對于CMOS門則常在10～100MΩ之間。綜上分析，從電路的穩定性的角度考慮，選擇方案二，以石英晶體振蕩電路作為最穩定的信號3.2.2時間計數器電路方案一:74ls90圖474ls90管腳圖圖574ls192管腳圖74LS90是異步二—五—十進制加法計數器，它既可以作二進制加法計數器，又可以作五進制和十進制加法計數器。通過不同的連接方式，74LS90可以實現四種不同的邏輯功能；而且還可借助R0(1)、R0(2)對計數器清零，借助S9(1)、S9(2)將計數器置9。其具體功能詳述如下：(1)計數脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進制計數器。(2)計數脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進制加法計數器。(3)若將CP2和QA相連，計數脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，則構成異步8421碼十進制加法計數器。(4)若將CP1與QD相連，計數脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端，則構成異步5421碼十進制加法計數器。(5)清零、置9功能。方案二:74ls192TCD錯位輸出端（低電平有效）TCU進位輸出端（低電平有效）CPD減計數時鐘脈沖輸入端（上升沿有效）CPU加計數時鐘脈沖輸入端（上升沿有效）MR異步清除端P0～P3并行數據輸入端Q0～Q3并行數據輸出端PL異步并行置入控制端（低電平有效）74ls90相對穩定，有二、五、十三種進制可以選擇，能直接實現秒分個位十進制和時時位的二進制，利用強制清零可以實現六進制，74ls192同樣可以實現這些功能，卻沒有74ls90穩定，但74ls90在實現時12翻1時比較困難，74ls192可以用置數這一功能來實現，所以實驗采用74ls192綜上所述，計數部分電路選用方案二，用74ls192來實現數字鐘分秒時之間的轉換3.2.3校時電路方案一：通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數通路，然后再進行人工出觸發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10所示為所設計的校時電路。圖6方案一校正電路圖方案二：在剛開電源時時分秒可能為任意數值，所以