数字钟的设计与制作VIP专享

一、设计目的 1. 熟悉集成电路的引脚安排。 2. 掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。 3. 了解面包板结构及其接线方法。 4. 了解数字钟的组成及工作原理。 5. 熟悉数字钟的设计与制作。 二、设计要求 1．设计指标 Ø 时间以 24 小时为一个周期； Ø 显示时、分、秒； Ø 有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； Ø 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 5 秒进行蜂鸣报时； Ø 为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。 2．设计要求 Ø 画出电路原理图（或仿真电路图）； Ø 元器件及参数选择； Ø 电路仿真与调试； Ø PCB 文件生成与打印输出。 3．制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。 4．编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 三、设计原理及其框图 1．数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。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，同时标准的 1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。图 3-1 所示为数字钟的一般构成框图。 图3-1 数字钟的组成框图 ⑴晶体振荡器电路 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 ⑵分频器电路 分频器电路将 32768Ｈz的高频方波信号经 32768（）次分频后得到 1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。 ⑶时间计数器电路 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为 60 进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为 12 进制计数器。 ⑷译码驱动电路 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 ⑸数码管 数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为ＬＥＤ数码管。 2．数字钟的工作原理 １）晶体振荡器电路 晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。 图3-2 所示电路通过ＣＭＯＳ非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个电路中...