數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

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課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì) 數(shù)字鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確，顯示直觀、無機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的大型數(shù)顯電子鐘。在控制系統(tǒng)中也常用來做定時(shí)控制的時(shí)鐘源。 要實(shí)現(xiàn)的功能： （1）具用時(shí)、分、秒十進(jìn)制數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)器功能； （2）具有手動(dòng)校時(shí)、校分的功能； （3）通過開關(guān)能實(shí)現(xiàn)小時(shí)的十二進(jìn)制和二十四進(jìn)制轉(zhuǎn)換； （4）具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。 主要集成芯片： 計(jì)時(shí)單元 74160 報(bào)時(shí)單元 74192 總體方案設(shè)計(jì) 數(shù)字鐘由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示、報(bào)時(shí)等電路組成。其中振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器，直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度。由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入采用60進(jìn)制的“秒計(jì)數(shù)器”，每累計(jì)60sec就發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60min，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用12或24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天12h或24h的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過6位7段譯碼顯示器顯示出來，可進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)，計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，可以用校時(shí)電路校時(shí)、校分。數(shù)字鐘的原理框圖如圖2.1所示。 圖2.1 數(shù)字鐘原理框圖 各個(gè)部分的電路設(shè)計(jì) （1） 秒脈沖產(chǎn)生電路 秒脈沖產(chǎn)生電路在此例中的主要功能有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)，二是可提供整點(diǎn)報(bào)時(shí)所需要的頻率信號(hào)?？捎?Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源替代。 圖2.2 1Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源 （2） 秒、分、時(shí)計(jì)時(shí)器電路 秒計(jì)時(shí)器本質(zhì)上為對(duì)1Hz的秒脈沖時(shí)鐘信號(hào)源進(jìn)行60進(jìn)制計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，其由一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器（個(gè)位）和一個(gè)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器（十位）串接組成。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)聯(lián)復(fù)位方式，將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出端RCO接至十位計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。十位計(jì)數(shù)器選擇QB和QC端做反饋端，經(jīng)與非門輸出至控制清零端CLR，形成6進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。十位計(jì)數(shù)器的反饋清零信號(hào)經(jīng)非門變?yōu)楦唠娖?，可作?0進(jìn)制計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)。如下圖中，U2中QA-QB送個(gè)位數(shù)碼管顯示，U1中QA-QB送十位數(shù)碼管顯示，U2的CLR接1Hz信號(hào)源，U1的CLR經(jīng)非門接高位計(jì)數(shù)器（分計(jì)數(shù)器）的時(shí)鐘信號(hào)端。 分計(jì)時(shí)器與秒計(jì)時(shí)器基本一致。 時(shí)計(jì)數(shù)器則采用置數(shù)復(fù)位的方法，CLR端接高電平，LOAD端接12和24進(jìn)制的反饋。因?yàn)橛袃煞N進(jìn)制的置數(shù)，所以用兩個(gè)開關(guān)同時(shí)控制，J1開關(guān)控制反饋的轉(zhuǎn)換，J3開關(guān)控制置數(shù)的轉(zhuǎn)換。12進(jìn)制時(shí)要把個(gè)位直接從12點(diǎn)調(diào)到一點(diǎn)，所以U14的A接高電平置1。如下圖 校時(shí)校分電路分別用J5、J6兩個(gè)開關(guān)通過給CLR端輸入脈沖來調(diào)整改變時(shí)間。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)部分使用了兩片74192芯片，通過減法計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)響幾下。兩片的輸入端分別接時(shí)計(jì)數(shù)器的個(gè)位和十位輸出，輸出端接或非門來判斷是否減到了0，輸出端和一個(gè)脈沖信號(hào)接一個(gè)與門控制蜂鳴器發(fā)聲。LOAD置數(shù)端接分計(jì)時(shí)的進(jìn)位端來控制置數(shù)（到整點(diǎn)時(shí)有進(jìn)位則開始響）。 整個(gè)電路如圖 心得 這次課程設(shè)計(jì)雖然只是做了仿真的設(shè)計(jì)，但我對(duì)電路的設(shè)計(jì)安排，74160、74192芯片的使用有了深刻的體會(huì)，對(duì)于數(shù)字鐘的概念和設(shè)計(jì)方法有了深刻的認(rèn)識(shí)。以前只是做過像計(jì)數(shù)器之類簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)，數(shù)字鐘是多種知識(shí)的綜合。通過綜合設(shè)計(jì)我對(duì)于數(shù)字電路的理解又上升了一個(gè)高度。