重庆交通大学开放实验设计
重庆交通大学
项目名称：专业班级：学生姓名：小组成员：
开放性实验报告
（A类）
多功能数字钟电路设计 电子2班 何昕泽 何聪、范瑞
重庆交通大学开放实验设计
目录
多功能数字时钟设计 .......................................................... 3
摘要 .................................................................... 3 1.系统原理框图 .......................................................... 4 2.单元电路设计与仿真 .................................................... 5
2.1时间脉冲产生电路 ................................................ 5 2.2时间计数器电路 .................................................. 6 2.3 十二与二十四小时的切换 .......................................... 8 2.4校时电路 ........................................................ 8 2.5报时电路 ........................................................ 9 2.6电路总图 ........................................................ 9 3.PCB板的制作 ......................................................... 10
3.1 原理图的绘制 ................................................... 10 3.2 PCB的制作 ..................................................... 11 3.3 PCB图 ......................................................... 12 4.心得与体会 ........................................................... 12 附录 原件清单 .............................................................. 13 附件1 仿真电路图 .......................................... 错误！未定义书签。 附件2 电路原理图 .......................................... 错误！未定义书签。 附件3 PCB图 ............................................... 错误！未定义书签。
2
重庆交通大学开放实验设计
多功能数字时钟设计
摘要
数字电子钟实际上是一个对标准频率（ 1Hz）进行计数的计数电路。
由振荡电路形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、 “分”、“秒”的数字显示出来。秒计数器电路计满 60 后触发分计数器电路，分 计数器电路计满 60 后触发时计数器电路， 当计满 24 小时后又开始下一轮的循环 计数。
一般由振荡电路、计数器、数码显示器等几部分组成。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，由 NE555 组成的多谐振电路产生， 但是因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以一般采用石 英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需 一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以根据 60 秒为 1 分， 24 小时为 1 天的进制， 分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为 60 进制， 60 进制,24 进制计数 器，并输出一分，一小时的进位信号。
校时器：由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路 上加一个校时电路可以对分和时进行校时。
报时器：计时过程要具有报时功能，当 时间到达整点前 10 秒开始，蜂鸣器开始鸣叫。
3
重庆交通大学开放实验设计
1. 系统原理框图
数字电子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。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规 模集成电路可供选择。本设计采用 74LS160、带有译码器的数码管和适当的门电 路构成,可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时功能地实现。 设计一个数字计时器，可以完成 00:00:00 到 23:59:59 的计时功能，并在 控制电路的作用下具有快速校时、快速校分功能。 能进行正常的时分秒计时功 能。分另由六个数码管实现时分秒的计时。同时实现报时和闹钟的功能。 通过 Multisim10 软件平台，设计含小时，分钟，秒钟显示功能的数字时钟。
4
重庆交通大学开放实验设计
2.单元电路设计与仿真 2.1时间脉冲产生电路
直接用NE555产生1HZ的秒脉冲，由计算公式可知如果R1=15k,R2=68K,c=10uF, 就可以产生秒脉冲，电路如图
利用NE555多谐振荡器，优点： 555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差 分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。缺点：要精确 输出1Hz脉冲，对电容和电阻的数值精度要求很高，所以输出脉冲既不够准确 也不够稳定。
所以在实际应用中多用石英晶体产生32768HZ的频率，然后经过CD4060的十四分频，再用74LS74二分频，就可以产生1HZ精准的脉冲。
但是在仿真时， 1HZ 的频率太慢了，在实际中得到的时间不是 1S 计数一 次，所以仿真都是用函数发生器代替，所以在数字电子钟的电路图中没有振 荡器。
5