多功能数字钟的设计方案及制作.pdf
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1、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
2、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
3、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:CL5M5W1Q
4、2N10 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:CL5M5W1
5、Q2N10 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:CL5M5W
6、1Q2N10 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:CL5M5
7、W1Q2N10 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:CL5M
8、5W1Q2N10 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:CL5
9、M5W1Q2N10 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 ZM7Z1X10I7D101数字钟的结构
10、设计及方案选择数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。主要由振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,通常使用石英晶体震荡器,然后经过分频器输出标准秒脉冲,或者由555 构成的多谐振荡器来直接产生 1HZ的脉冲信号。秒计数器满 60 后向分计数器进位,分计数器满60后向小时计数器进位,小时计数器按照“12 翻 1”规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。由于计数的起始时间不可能与标准时间一致,故需要在电路上加一个校时电路,当计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。如图 1-1所示为数字钟电路系统的组成框图
11、。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
12、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 H
13、D1P6I4P6Q9 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
14、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
15、 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:CL5M5W1Q2N1
16、0 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:CL5M5W1Q2N
17、10 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:CL5M5W1Q2
18、N10 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器、十二进制时计数器。使用
19、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,把秒计数器地进位输出作为分计数器的CP 脉冲,分计数器的进位输出作为时计数器的 CP 脉冲。使用 CD4511 为驱动器,共阴极数码管作为显示器。本次设计中我选用方案一进行设计。1.1 振荡器的选择方案一:采用石英晶体振荡器。石英晶体振荡器具有体积小、重量轻、可靠性高、频谐振元件但成本相对较高。方案二:采用 555多谐振荡器。555多谐振荡器只需简单的电阻器、电容器即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广可由几微秒至几小时之久。其操作电源范围广可与TTL、CMOS 等逻辑电路配合,它的计时精确度高、温度稳定度
20、佳且成本较低。综上所述分析故选方案二 555多谐振荡器做数字钟的核心。1.2 计数单元的构成及选择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。计数单元可选择异步十进制计数器 74LS390,异步十进制计数器 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
21、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
22、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 HD1P6I4
23、P6Q9 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 HD1P6I
24、4P6Q9 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 HD1P6
25、I4P6Q9 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 HD1P
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