电子数字钟课程设计bydr.docx

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1、数字时钟钟设计报告告设计目的的1 掌握数字字钟的设设计、组组装与调调试方法法。2 熟悉继承承电路的的使用方方法。设计内容容要求基本要求求:1. 设计一个个有“时”、“分”、“秒”（233小时559分559秒）显显示且有有校时功功能的电电子钟。2. 用中小规规模集成成电路组组成电子子钟，并并在Muultiisimm中进行行组装、调调试。3. 画出框图图和逻辑辑电路图图，写出出设计、实实验总报报告。扩展功能能:1. 闹钟系统统(上午午7点559分发发出闹时时信号,持续时时间为11minn)2. 整电报时时.在559分551秒,53秒秒,555秒,557秒输输出5000Hzz音频信信号,在在59分分

2、59秒秒输出11kHzz信号,音响持持续1秒秒,在11kHZZ音响结结束时刻刻为整点点.实验条件件装有Muutissim88的电脑脑数字钟系系统设计计1. 整体框架架图校时电路分频器脉冲产生器秒计数器分计数器时计数器译码器译码器译码器2. 脉冲产生生电路本实验需需要1HHz的脉脉冲，可可以用石石英晶体体振荡器器或者5555振振荡器，它它们各有有优缺点点。(1) 石英晶体体振荡器器石英晶体体振荡器器的特点点是振荡荡频率准准确，电电路结构构简单，频频率易调调整。电电路搭建建如图(1)所所示,假假如使用用4MHHz的振振荡器就就可以输输出4MMHz的的脉冲,通过DD触发器器进行44分频,然后送到到1

3、0分分频计数数器,经经过6次次10分分频而脉冲输出获得11Hz的的方波信信号.脉冲输出图(1) 晶晶体振荡荡电路 图图(2) 5555振振荡电路路(2) 555定定时器是是一种多多用途的的数字-模拟混混合集成成电路,可以很很方便构构成多谐谐振荡器器.只要要搭配上上合适的的电阻RR1,RR2,电电容C11就可以以产生所所需要的的脉冲信信号.如如图所示示,此时时产生出出来的是是1kHHz的信信号,只只要经过过3个110进制制计数器器进行分分频即可可产生11Hz的的脉冲.综合分析析考虑上上面两种种脉冲产产生电路路,由于于在Muultiisimm元件库库里面找找不到44MHzz的晶振振,其它它晶振很很

4、难分频频得到11Hz的的频率,如果用用40MMHz的的话产生生的波形形很不稳稳定.所所以最终终选择第第二种方方案,用用5555定时器器来产生生脉冲.3. 分频器分频器是是一个十十进制计计数器,可以用用74LLS900来做,根据774LSS90的的功能表表可得到到十进制制计数器器的接法法如图(3)输入输出4. 计数器在数字钟钟中有两两种计数数器,一一种是660进制制计数器器,另一一种是224进制制计数器器.只要要改变774LSS90的的接法,就可以以得到这这两种计计数器.(1)660进制制计数器器脉冲信号接译码器接译码器进位脉冲“秒”计计数器和和”分”计数器器电路都都是600进制,它是由由一级1

5、10进制制很一级级6进制制计数器器连接构构成,如如图所示示.采用用两片774LSS90串串接来构构成.其其中芯片片U2是100进制计计数器,它的进进位作为为芯片UU1的输入,芯片UU1通过QQB,QQC两根根反馈线线实现66进制,这是因因为当计计数器计计到01110的的时候,R011和R002同时时接收到到高电平平,计数数器清零零,完成成6进制制计数.当计数数器计数数到01101,QA和和QC通过过与非之之后再经经过一个个非门,产生进进位脉冲冲,送到到”分”或”时”的输入入端.(2)224进制制计数器器接译码器接译码器分进位脉冲当”时”个位UU2接收收到第十十个脉冲冲时,UU2计数数器清零零进

6、位端端QD向向U1”时”十位输输入进位位脉冲,当第224脉冲冲到达时时,U22状态为为01000,UU1状态态为00010,此时,R011和R002接收收到的都都是高电电平,使使U1和和U2都都清零,完成224进制制计数.5. 译码器和和显示器器74Lss48驱驱动器是是与84421BBCD编编码器配配合使用用的七段段译码驱驱动器.译码器和和显示器器的连接接电路如如图所示示:接计数器至分计数器个位至时计数器个位6. 校时电路路1Hz校时脉冲秒进位分进位校时电路路如上图图所示,其中JJ2为校校正”分”的控制制开关,J1为为校正”时”的控制制开关,当两个个开关都都断开校校时电路路不起作作用;当当J

7、1断断开,JJ2闭合合,对”分”进行校校正;当当J2断断开,JJ1闭合合,对”时”进行校校正.电电容C11,C22的作用用是去抖抖动.扩展功能能1. 闹钟系统统要求闹钟钟上午77点599分发出出闹时信信号,持持续时间间为1mmin,当然,改变电电路结构构可以调调整闹时时的时间间.7点599分对应应的时十十位是(QD QC QB QA)=000000,个位位是(QQD QQC QQB QQA)=01111;分分十位是是(QDD QCC QBB QAA)=001011,分个个位是(QD QC QB QA)=10001.用上述述所有输输出端为为”1”的输出出端经过过与非之之后去控控制音响响电路,可以

8、使使音响电电路正好好在7点点59分分响,持持续一分分钟后停停响.所所以闹时时控制信信号Z的的表达式式为Z=(QB QA)H2(QC QB QA)H1(QC QA)M2(QD QA)M1Z=(QB QA)H2(QC QB QA)H1+(QC QA)M2(QD QA)M1实现上面面逻辑的的逻辑电电路如下下图所示示,其中中74LLS200为4输输入二与与非门,74LLS322为2输输入四或或非门,再经过过三极管管控制扬扬声器的的导通与与截至,这样就就可以使使扬声器器产生11KHzz的声音音.1KHz脉冲2. 整点报时时整电报时时要求在在59分分51秒秒,533秒,555秒,57秒秒输出5500HHz音频频信号,在599分599秒输出出1kHHz信号号,音响响持续11秒,在在1kHHZ音响响结束时时刻为整整点.分析电路路可知,只有当当分十位位(QDD QCC QBB QAA)=001011,分个个位(QQD QQC QQB QQA)=10001,秒秒十位(QD QC QB QA)=01101,秒个位位QA=1时,音响电电路才能能工作.整点报报时的电电路如图图所示.数字钟调调试在Mulltissim中中，先逐逐个调试试好各个个模块，再再组装在在一起进进行整体体调试。经经过上机机模拟实实验，上上面各个个模块都都可以正正常工作作。数字钟系系统整体体电路图图