数字钟实验设计报告数字钟设计一设计任务1.基本功能：以数字形式显示时、分、秒的时间，小时的计时要求为“24翻1”，分和秒的计时要求为60进位；2.扩展功能：校时、正点报时及闹时功能；二电路工作原理及分析数字电子钟主要由以下几个部分组成：秒信号发生器，时、分、秒计数器,显示器，校时校分电路，报时电路。2.1数字钟的基本逻辑功能框图图1数字钟的基本逻辑功能框图2.2振荡器的设计振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟的准当平如得到振故CO5553■1屮0.0luF确程度。通常选用石英晶体构成振荡器电路。一般来说，振荡的频率越高，计时精度越高。如果精度要求不高则可以采用由集成逻辑门与R、C组成的时钟源振荡器或集成电路计时器555与R、C组成的多谐振荡器，电路参数如图2所示.接通电源后，电容C1被充电，当Vc上升到2Vcc/3时，使vo为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C1通过R2和T放电，Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，vo翻转为高电平。电容C1放电所需时间为tpL=R2ln2~0.7R2C1当放电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2向电容器C1充电，一；Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需的时间为tpH=(R1+R2)C1ln2~0.7(R1+R2)CVc上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电此周而复始，于是，是在电路的输出端就一个周期性的矩形波。其振荡频率为f=1/(tpL+tpH)~1.43/[(R1+2R2)C]荡周期：T=Tl+T2=(Rl+2R2)ClIn2得R1+2R2二T/ClIn2=0.142k选定Rl=0.1K,R2=0.021k图2555振荡器(图中R1，R2值不为实际值)KV图3555振荡器产生的波UA江幣..aINB••aai•3.02良CH•S91SL74LS20OD2.3时、分、秒计数器电路时、分、秒计数器电路由秒个位和秒十位，分个位和分十位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，而时个位和时十位为24进制计数器。2.4校时电路通过开关，触发器，逻辑门组成的校时电路来校时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的.三数字电路的设计3.1计数电路的设计由2个74LS90计数器和4个74LS290计数器组成的时分秒的计数电路。3.1.1六十进制计数电路秒计数和分计数单元为60进制计数器，其输出为8421BCD码。采用十进制计数器74LS290来实现时间计数单元的计数功能。由图可知，74LS90为异步清零计数器，有异步清零端12,13脚（高电平有效）。U2U4>INA-：■-■74LS9CD->•LKR74LSSHJ图4六十进制计数器(1)秒计数器电路的电路图如图4所示秒个位计数单元为10进制计数器，无需进制转换，当QQQQ从1001变成ABCD0000时，U向U的输入端发出一个脉冲信号，使秒十位进1位。13秒十位计数单元为6进制，当QQQQ变成0110时,通过与QQ相连的导线，ABCDBC给U两个清零端一个信号，把它的两个清零端都变成1，计数器的输出被置零，3跳过0110到1111的状态，又从0000开始，如此重复，十位和个位合起来就是60进制。⑵分计数器分的个位和十位计数单元的状态转换和秒的是一样的，只是它要把进位信号传输给时的个位计数单元，电路图如图4所示3.1.2二十四进制计数器电路时计数单元为24进制计数器，其输出为8421BCD码。采用十进制计数器74LS90来实现时间计数单元的计数功能。时计数器电路的电路图如图5所示U9U10RC：=-VCU14A£匚图5二十四进制计数器当“时”十位的QAQBQCQD为0000或0001时，“时”的个位计数单元是十进制计数器，当个位的QAQBQCQD到1010时，通过与非门使得个位74LS90上的清零端为0,则计数器的输出直接置零，从0000开始。当十位的QAQBQCQD为0010时，通过与非门使得该74LS90的清零端为0,“时”的十位又重新从0000开始，此时的个位计数单元变成4进制，即当个位计数单元的QAQBQCQD为0100时，就要又从0000开始计数，这样就实现了“时”24进制的计数。3.2校时电路的设计数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。如图6所示，当开关J1按下时，直接给分个位计数器一个脉冲信号，使分计数器进1位，同时不影响数字钟的运行。同理，由J2对时计数器进行校对。-U9U107*LK0aS=-713门-U=-图6校时校分电路KHt+5V丄3.3整点报时设计仿广播电台...
