课程设计
课程名称数电课程设计
题目名称___功能数字钟的电路设计 学生学院___ 物理与光电工程学院__ 专业班级 14级电子3班 学号 3214008511 学生姓名戎玉丽
指导教师____ 李红涛 __
2016年06月10日
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摘要
本次课程设计的主题是数字电子钟。本电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、数码管显示器、整点报时电路组成。而秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用石英晶体振荡器加分频器来实现。将产生的秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“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60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12进制计时器，可实现对半天的12小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发蜂鸣器实现报时。
关键词：数字电子钟；课程设计；七段译码器；计数器；晶体振荡
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目录
综述??????????????????????2 1、方案设计与选择???????????????4 2、原理设计和功能描述?????????????4 2.1振荡电路?????????????????4 2.2时间计数电路???????????????5 2.3译码驱动和显示电路????????????6 2.4校时电路?????????????????6 2.5整点报时电路???????????????7 3 元器件????????????????????7 4各功能模块电路????????????????8 5、制作成成品?????????????????10 6、总结与体会?????????????????11 7、参考文献??????????????????12
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1、方案设计与选择：
本作品的设计采用555计时器直接产生1Hz脉冲信号来计算时间，计时电路采用74HC390进行计数，并利用74HC00获取相对应计数值产生复位脉冲来实现，然后通过七段译码器CD4511来译码，并通过数码管来显示时间。
2、原理设计与功能描述
1）、振荡电路 (1) 振荡器电路 A) 方案设计 方案一：
VDD15VR3143kΩR3010kΩR321kΩ31211R35U6A4U7B4576111kΩR33200ΩR37100kΩD9C1100nFTL084INTL084IN1N4742AD101N4742A
U1B方案二：
U1AR174HC04N_4VX120MΩC1C2HC-49/U_5MHz30pF30pF74HC04N_4V
方案三、
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C3C410μF1μFGNDCONTRITHRDISOUTVCCRSTR4647kΩR481kΩKey=AR4747kΩ50 U5_VIRTUALTimerVDD5V
B) 电路选择
方案一电路结构简单，所需原件较少。但是方波正弦波发生电路的电阻电容参数不稳定，受温度影响较大。除此之外，后面加上两个10进制分频器，使得元件开销大，增加排版难度。而方案二晶振频率稳定，受温度影响小，但是晶体振荡器适合于高频电路，频率太低不易起振。同时分频电路的元件开销稍大。方案三 电路简单，元件开销少，不用分频电路，可以直接将输出脉冲送到秒计数器，减少了后面电路的压力。
综合以上各方案，虽然方案三电路受温度影响较大，但可以用高精度电阻电容尽量减少元件参数和温度影响，且电路简单，元件开销极少，减少后级电路压力。考虑到数字钟电路的整体设计，最终选择方案三。
2）时间计数电路
时间计数单元有时计数、分计数和秒计数等几个部分。时计数单元一般为１２进制计数器或２４进制计数器，其输出为两位８４２１ＢＣＤ码形式；分计数和秒计数单元为６０进制计数器，其输出也为８４２１ＢＣＤ码。
一般采用10进制同步计数器如74HC160来实现时间计数单元的计数功能。欲实现12进制和60进制计数还需进行计数模值转换。
秒计数单元是10计数器，无需进行进制转换。秒个位CP与1HZ脉冲相连，秒个位的进位输出通过反相器与秒十位的CP相连。当秒个位为1001时，秒个位的TC为高电平，秒十位的CP为低电平，下一个脉冲到来时，秒个位的TC为低电平，秒十位的CP为高电平，即有了一个上升沿触发了，秒十位加1。
秒十位是六进制，CP通过反向器与个位的TC相连，Q1、Q2通过一个与非门接到十位的得清零端。当十位为0110时，十位清零。电路如下图
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