《多功能数字钟电路设计与制作》
课程设计报告
班 级： 建筑设施智能技术二班 姓 名： ***** 学 号： ******** 指导教师： *****
2010年 11月 19日
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目 录
一、 内容摘要?????????????????3 二、 设计内容及要求??????????????3 三、 总设计原理????????????????3 四、 单元电路的设计??????????????6 1、 基于NE555的秒方波发生器的设计?????5 2、 基于74LS160的12\\60进制计数器的设计??7 3、 校时电路的设计?????????????9 五、 设计总电路图???????????????10 六、 主要仪器及其使用方法???????????10 七、 设计过程中的问题及解决方案????????10 八、 心得体会?????????????????12 九、 附录???????????????????13
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多功能数字钟的电路设计与制作
一、内容摘要：
数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它可以实现数字电子时钟功能、仿电台整点报时功能、定时功能这三项基本功能。
二、设计内容及要求：
① 基本功能：以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为“12翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。
②扩展功能：定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时—自动报正点时数。
三、总设计原理：
（1）数字电子计时器组成原理
时显示器 分显示器 秒显示器 定时控制
时译码器 分译码器 秒译码器 仿电台报时计数器 分计数器 秒计数器 整点报时 校时电路 主体部分 振荡器 分频器 扩展 部分 图1数字电子计时器的结构框图
（2）用74LS160实现12进制计数器
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1 EP ET Q0 Q1 Q2 Q3 74LS160 C 1 EP ET Q0 Q1 Q2 Q3 74LS160 C 1 LD’ CLK DD D D R’ 0 123DLD’ CLK DD D D R’ 0 123DCLK
图2 用整体置零法构成的12进制计数器
（3）校时电路
当刚接通电源或时钟走时出现误差时，都需要进行时间的校准。校时是数字钟应具有的基本功能，一般电子钟都有时、分、秒校时功能。为使电路简单，这里只进行分和小时的校准。校时可采用快校时和慢校时两种方式。校时脉冲采用秒脉冲，则为快校时；如果校时脉冲由单次脉冲产生器提供则为慢校时。图3中C1、 C2用于消除抖动。
至时个位计数器 至分个位计数器
C2 S2 3.3K?
图3 校时电路
+5V 3.3K? ?F C1=C2=0.01C1 S1
校时脉冲 分十位进位脉冲 秒十位进位脉冲
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4、时基电路
X KΩ +5V X KΩ 7 XKΩ 6 8 4 1Hz 3 555 2 XμF 1 5 0.01μF
图4 由555定时器构成的多谐振荡器
5、定时控制电路
数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”，或对某装置进行控制，都要求时间准确，即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求。
例如，要求上午7点59分发出闹时信号，持续时间为1分钟。
7时59分对应数字钟的时计数器的状态为（Q3Q2Q1Q0）H1=0111，分十位计数器的状态为（Q3Q2Q1Q0）分个位计数器的状态为（Q3Q2Q1Q0）M2=0101，M1=1001。若将上述计数器输出为“1”的所有输出端经过与门电路去控制音响电路‘可以使音响电路正好在7点59分响，且持续时间1分钟停响。所以闹时控制信号Y的表达式为：
Y=（Q2Q1Q0）H1（Q2Q0）M2（Q3Q0）M1
如果用与非门和集电极开路门电路实现，上式可改写为：
Y?(Q2Q1Q0)H1(Q2Q0)M2(Q3Q0)M1
Q2 Q1
Q0
分十位 分个位
Q2 Q0 Q3 Q0 +5V ◇ 时十位
1K Y ◇ 图5 定时控制电路
6、仿电台正点报时电路
仿电台正点报时电路的功能要求是：每当数字钟计时快要到正点时发出声响，通常按照4低音1高音的顺序发出声响，以最后一声高音结束的时刻为正点
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