多功能数字钟的设计方案及制作.pdf

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多功能数字钟的设计方案及制作.pdf

目录摘要.1 1 数字钟的结构设计及方案选择 .2 1.1 振荡器的选择.2 1.2 计数单元的构成及选择 .3 1.3 译码显示单元的构成选择 .3 1.4 校时单元电路设计及选择 .4 2 数字钟单元电路的设计.4 2.1 振荡器电路设计 .4 2.2 时间计数单元设计 .4 2.2.1 集成异步计数器 74LS390.5 2.2.2 用 74LS390 构成秒和分计数器电路.5 2.2.3 用 74LS390构成时计数器电路 .6 2.2.4 时间计数单元总电路.7 2.3 译码显示单元电路设计 .7 2.4 校时单元电路设计.7 2.5 整点报时单元电路设计.1 3 数字钟的实现电路及其工作原理.9 4 电路的搭建与调试 .10 5 结束语.10 参考文献.11 附录 1：.12摘要数字钟被广泛用于个人家庭及公共场所,成为人们日常生活中的必需品。诸如定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意。数字电子钟，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。数字电子钟有以下几部分组成：振荡器，分频器，60 进制的秒、分计时器和12 进制计时计数器，秒、分、时的译码显示部分及校正电路等。关键词：数字钟 555 多谐振荡器计数器 74LS390 74LS48 数字电子时钟的设计及制作文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 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1-1所示为数字钟电路系统的组成框图。图 1-1 数字钟电路系统的组成框图方案一：首先构成一个NE555 定时器产生震荡周期为0.5 秒的标准秒脉冲，在加一个74ls74分频电路。由 74LS390 采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数器、十二进制时计数器。使用74ls74d的输出作为秒记数器的 CP 脉冲，把秒记数器地进位输出作为分记数器地 CP 脉冲，分记数器的进位输出作为时记数器的CP 脉冲。使用 74LS48 为驱动器，共阴极数码管作为显示器,再以基本 RS 锁存器构成校时电路。方案二：首先构成一个由石英晶体振荡器和由CD4060 构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由 CD4518 采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计数文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 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74LS90，双时钟同步加减计数器74LS192都可以很容易构成十进制，十二进制，二十四进制，六十进制分频器。方案一：采用 CMOS 电路。CMOS 电路是一种低功耗器件。虽功耗低但是当电流过大时会烧毁芯片并且 COMS 电路的速度慢传输延迟时间长(25-50ns)。方案二:采用 TTL电路。TTL电路是电流控制器件 TTL电路的速度快传输延迟时间短(5-10ns)能到达很好的精度。通过以上两种方案的比较故选方案二。在设计中我选择74LS390。1.3 译码显示单元的构成选择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。显示电路的组成主要是数码管，数码管由7 个发光二极管组成，行成一个日字形，它门可以共阴极，也可以共阳极，本设计中为共阴极七段显示LED数码管。可采用 74LS47，74LS48,CD4511 等集成电路将 BCD码译成段码发送给 7 段发光二极管数码管，当然要选择相配的共阴极或共阳极译码驱动器。方案一：使用 CD4511 和 LG5011AH。方案二：选择 74LS48和 TLG342。在这个电路中我选择了74LS48+数码显示管。文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 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所示，R1，R2和 C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6 脚）和低电平触发端（2 脚）并接后接到 R2和 C 的连接处，将放电端（7 脚）接到 R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C 来不及充电，电容器两端电压UC为低电平，小于（1/3）VCC，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出UO为高电平，放电管 VT截止。这时，电源经 R1，R2 对电容 C 充电，使电压 UC按指数规律上升，当UC上升到（2/3）VCC时，输出 UO 为低电平，放电管 VT导通，把 UC从（1/3）VCC 上升到（2/3）VCC 这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。时间常数T=0.7（R1 2R2）C。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。其原理图如图2-1：图 2-1 用 555定时器组成振荡器的电路2.2 时间计数单元设计时间计数单元由时计数、分计数和秒计数等几个部分组成。时计数单元为12数器计文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 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10计数器，无需进制转换，只需将QA与 INB相连即可。INA与 1HZ秒输入信号相连，Q3可作为进位信号与十位计数单元的INA相连。秒十位计数单元为 6 进制计数器，需要进制转换。将10 进制计数器转换为 6 进制计数器的电路连接方法为：将Q1，Q2和一个与门相连接，与门输出到MR 即可实现异步清 0 实现 6 进制。Q2可作为进位信文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 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HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6I4P6Q9 ZM7Z1X10I7D10文档编码:CL5M5W1Q2N10 HD1P6

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