第一篇：LED數(shù)字顯示電子時(shí)鐘源程序代碼（小編推薦）
LED數(shù)字顯示電子時(shí)鐘源程序代碼
程序：（注 已完全經(jīng)過調(diào)試，達(dá)到預(yù)期目的）
#include
uchar tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//顯示數(shù)碼管
0,1,3,4,5,6,7,8,9 uchar miao=0,fen=0,hour=0;
void delay(uint i)//延遲函數(shù) { uint j;for(;i>0;i--)for(j=124;j>0;j--);}
void init(){ ET0=1;TMOD=0x51;//選定定時(shí)器0,1和中斷0,1 TH0=(65536-25000)/256;TL0=(65536-25000)%256;//設(shè)定時(shí)器0時(shí)間為250ms一次
ET1=1;TH1=0xff;TL1=0xff;//定時(shí)器1為中斷
EX0=1;IT0=1;//中斷0開
EX1=1;IT1=1;//中斷1開
TR0=1;//定時(shí)器0開 TR1=1;//定時(shí)器1開 EA=1;//總中斷開 }
void display()//時(shí)鐘顯示函數(shù) { P0=tab[hour/10%10];P2=0xfe;delay(1);P0=tab[hour%10];P2=0xfd;delay(1);P0=tab[fen/10%10];P2=0xfb;delay(1);P0=tab[fen%10];P2=0xf7;delay(1);P0=tab[miao/10%10];P2=0xef;delay(1);P0=tab[miao%10];P2=0xdf;delay(1);}
void main()//主函數(shù) { init();LED=0;while(1){ display();}
}
void T0_int()interrupt 1 //{ TH0=(65536-25000)/256;TL0=(65536-25000)%256;count++;if(count==20){ count=0;miao= miao +1;LED=~LED;if(sec==60){ miao=0;
fen= fen +1;
定時(shí)器0函數(shù)
if(fen ==60)
{
fen =0;
hour=hour+1;
if(hour==24)
hour=0;
} } } }
void T1_int()interrupt 3 //{ TH1=0xff;TL1=0xff;miao=miao+1;if(miao ==60)miao =0;}
void I1_int()interrupt 2 //{ EX0=0;fen= fen +1;if(fen ==60)fen =0;EX0=1;}
void I0_int()interrupt 0 //{ EX1=0;hour=hour+1;if(hour==24)hour=0;EX1=1;}
定時(shí)器1函數(shù)控制秒針加1 中斷1函數(shù)控制按鍵分針加1 中斷函數(shù)0控制按鍵時(shí)針加1
第二篇：數(shù)字電子時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)報(bào)告
華大計(jì)科學(xué)院
數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)說明書
題目：
多功能數(shù)字鐘
專業(yè)：
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)
班級：
網(wǎng)絡(luò)工程1班
姓名：
劉群 學(xué)號：
1125111023
完成日期：
2013-9
一、設(shè)計(jì)題目與要求
設(shè)計(jì)題目：多功能數(shù)字鐘 設(shè)計(jì)要求：
1.準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間。2.小時(shí)的計(jì)時(shí)可以為“12翻1”或“23翻0”的形式。
3.可以進(jìn)行時(shí)、分、秒時(shí)間的校正。
二、設(shè)計(jì)原理及其框圖 1.數(shù)字鐘的構(gòu)成
數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對標(biāo)準(zhǔn)頻率1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路。圖 1 所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖。
圖1 數(shù)字電子時(shí)鐘方案框圖 ⑴多諧振蕩器電路
多諧振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率1Hz 的信號，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。⑵時(shí)間計(jì)數(shù)器電路
時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成。其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。⑶譯碼驅(qū)動電路
譯碼驅(qū)動電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。⑷數(shù)碼管
數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管。本設(shè)計(jì)提供的為LED數(shù)碼管。2.數(shù)字鐘的工作原理 ⑴多諧振蕩器電路
555 定時(shí)器與電阻R1、R2，電容C1、C2 構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，利用電容的充放電來調(diào)節(jié)輸出V0，產(chǎn)生矩形脈沖波作為時(shí)鐘信號，因?yàn)槭菙?shù)字鐘，所以應(yīng)選擇的電阻電容值使頻率為1HZ。⑵時(shí)間計(jì)數(shù)單元
六片74LS90 芯片構(gòu)成計(jì)數(shù)電路，按時(shí)間進(jìn)制從右到左構(gòu)成從低位向高位的進(jìn)位電路，并通過譯碼顯示。在六位LED 七段顯示起上顯示對應(yīng)的數(shù)值。⑶校時(shí)電源電路
當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。
根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能。因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號與校正信號可以隨時(shí)切換的電路接入其中。圖8所示即為帶有基本RS 觸發(fā)器的校時(shí)電路。
三、元器件
1.實(shí)驗(yàn)中所需的器材 單刀雙擲開關(guān)4 個(gè).5V 電源.共陰七段數(shù)碼管 6 個(gè).74LS90D 集成塊 6 塊.74HC00D 6個(gè) LM555CM 1個(gè) 電阻 6個(gè) 10uF 電容 2個(gè)
2.芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖
圖2 LM555ＣＭ集成塊
圖3 74LS90D集成塊
五、各功能塊電路圖
1秒脈沖發(fā)生器主要由555 定時(shí)器和一些電阻電容構(gòu)成，原理是利用555 定時(shí)器的特性，通過電容的充放電使VC 在高、低電平之間轉(zhuǎn)換。其中555 定時(shí)器的高、低電平的門閥電壓分別是2/3VCC 和1/3VCC電容器充電使VC 的電壓大于2/3VCC 則VC 就為高電平，然
而由于反饋?zhàn)饔糜謺闺娙莘烹?。?dāng)VC 小于1/3VCC 時(shí)，VC 就為低電平。同樣由于反饋?zhàn)饔糜謺闺娙莩潆?。通過555 定時(shí)器的這一性質(zhì)我們就可以通過計(jì)算使他充放電的周期剛好為1S這樣我們就會得到1HZ 的信號。其中555 定時(shí)器的一些功能對照后面目錄。其中 555 定時(shí)器組成的脈沖發(fā)生器電路見附圖4.圖4 555 定時(shí)器組成的脈沖發(fā)生器
由于我們要得到1HZ 的信號，所以我們就可以通過555 定時(shí)器充放電一次所需的時(shí)間的公式。將那時(shí)間設(shè)為1S然后設(shè)定兩個(gè)電阻計(jì)算出另外那個(gè)電容值.在設(shè)定電阻值時(shí)我們要記住將電阻值設(shè)為比較常用的那種電阻值，得到的電容值也盡可能讓它是比較普遍使用 的。這樣就避免了在實(shí)際組裝過程中很難買到當(dāng)初設(shè)定的那電阻和計(jì)算出 的電容值。
在這次設(shè)定中我們設(shè)定的電阻值RA=10KΩ，RB=62kΩ，C=10uF 經(jīng)公式
f = 1.43 ÷【（RA + 2RB）×C 】 可得近似為1HZ。
2、利用一個(gè)LED 數(shù)碼管一塊74LS90D 連接成一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，電路在晶振的作用下數(shù)碼管從0—9 顯示見圖5。
圖5、利用2 片74LS90D 芯片連接成一個(gè)六十進(jìn)制電路，電路可從0—59 顯示。第一片74LS90D芯片構(gòu)成10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，第二片74LS90D 芯片構(gòu)成6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90D 具有異步清零功能。
在第一片74ls90 構(gòu)成的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器中，當(dāng)?shù)谑畟€(gè)脈沖來到時(shí)。此時(shí)他的四級觸發(fā)器的狀態(tài)為“1001”。這時(shí)他就會自動清零。同時(shí)給第二片74ls90 構(gòu)成的6 進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)一，第六個(gè)脈沖進(jìn)位到來時(shí)，此時(shí)第二片74ls90 芯片的觸發(fā)器的狀態(tài)為“0110”，這時(shí)QB,QC 均為高電平。將QB 與RO1 相連，將Ro2 與Qc 相連，就會進(jìn)行異步清零。如此循環(huán)就會構(gòu)成60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器.見附圖6.圖6 十六進(jìn)制電路
4、利用2 片74LS90D 芯片構(gòu)成24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。一片構(gòu)成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一片構(gòu)成四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由于74LS90D 芯片清零是由兩個(gè)清零端控制的，所以當(dāng)?shù)?4 個(gè)脈沖到來時(shí)，第一片74lLS90D芯片的Qc 為高電平。第二片74LS90D 芯片的Qb 為高電平，讓第一片74LS90D 芯片的Qc 與兩片芯片的Ro1 相連.讓第二片74ls90 芯片的QB 與兩片芯片的Ro2 相連。當(dāng)?shù)?4 個(gè)脈沖到來時(shí)就會進(jìn)行異步清零。如此循環(huán)就會構(gòu)成24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。見附圖7.圖7 24進(jìn)制電路
5、數(shù)字鐘電路由于秒信號的精確性和穩(wěn)定性不可能坐到完全準(zhǔn)確無誤，又因?yàn)殡娐分衅渌脑驍?shù)字鐘總會產(chǎn)生走時(shí)誤差的現(xiàn)象。所以，電路中就應(yīng)該有校準(zhǔn)時(shí)間功能的電路。在這次設(shè)計(jì)中教時(shí)電路用的是一個(gè)RS 基本觸發(fā)器的單刀雙置開關(guān)，每搬動開關(guān)一次產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖.實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能。見附圖8。
7、利用兩個(gè)六十進(jìn)制和一個(gè)二十四進(jìn)制連接成一個(gè)時(shí)、分、秒都會進(jìn)位的電路總圖。見附圖8
圖8 總電路圖
六、心得體會
在這次設(shè)計(jì)中我們深深地體會到了理論跟實(shí)踐的不同，理論學(xué)的再好不會動手那也只能是紙上談兵。我們了解了集成電路芯片的型號命名規(guī)律，懂得了沒有某種芯片時(shí)的替代方法，以及在網(wǎng)上查找電子電路資料的方法，掌握了各芯片的邏輯功能及使用方法，進(jìn)一步熟悉了集成電路的引腳安排，掌握了數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法，明白了數(shù)字鐘的組成原理以及工作原理。掌握了計(jì)數(shù)器的工作原理，以及計(jì)數(shù)器進(jìn)制的組成方法和級聯(lián)方法，實(shí)現(xiàn)了一次理論指導(dǎo)實(shí)踐、理論向?qū)嵺`過渡的跨越，雖然期間遇到一些困難，但這些困難卻增強(qiáng)了我們分析問題、解決問題的能力，使我們以后不僅只學(xué)習(xí)書本中的理論知識，而且知道學(xué)以致用，動過動手實(shí)踐是我們對書本中的理論知識掌握地跟牢固、理解地跟深刻，這對我們今后的工作及學(xué)習(xí)有積極的影響。這次課程設(shè)計(jì)不僅再次復(fù)習(xí)了數(shù)字電子和模擬電子,而且讓我對于芯片的使用更加了解。增加了我的動手操作能力，加深了對該軟件的了解。這就是這次課程設(shè)計(jì)的成果，相信這些實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)會是我們以后的寶貴財(cái)富。
第三篇：數(shù)字電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)
（電子技術(shù)課程）
設(shè)計(jì)說明書
數(shù)字電子時(shí)鐘
起止日期：
2016 年
11月23日 至
2016年 11月 27 日
學(xué)生姓名
班級 學(xué)號
成績
指導(dǎo)教師(簽字)
交通工程學(xué)院（部）2016年
11月
29日
數(shù)字電子鐘
設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘，具體要求：
1、以24小時(shí)為一個(gè)計(jì)數(shù)周期；具有“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字?jǐn)?shù)碼管顯示電路；
2、具有校時(shí)功能；
3、整點(diǎn)前10秒，數(shù)字鐘會自動報(bào)時(shí)，以示提醒；
4、設(shè)計(jì)+5V直流電源。（設(shè)計(jì)220V輸入，+5V輸出）
5、啟動電路。
6、用PROTEUS畫出電路原理圖仿真成功再用數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證。；
設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容：
一、首先對本次設(shè)計(jì)所需要用到的器件的引腳及功能進(jìn)行詳細(xì)的了解 1、555定時(shí)器
“1”腳為公共接地端GND；“8”腳為正電源電壓VCC；“2”腳是觸發(fā)端；“4”腳為復(fù)位輸出端； “7”腳為放電端；“6”腳位閾值端；“5”腳為控制電壓輸入端；“3”腳是輸出端。2、74LS163
CEP、CET：計(jì)數(shù)使能輸入端，高電平有效；CLK：時(shí)鐘脈沖，上升沿觸發(fā)；
MR：清零端，低電平有效；LOAD：并行置數(shù)使能端，低電平有效；RCO：進(jìn)位信號輸出端； D[0:3]:并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端；Q[3:0]：計(jì)數(shù)狀態(tài)輸出端。
二、實(shí)驗(yàn)步驟
1、連接555定時(shí)器，產(chǎn)生1Hz方波。
首先將555定時(shí)器按照如圖所示的接法連接起來，并根據(jù)555定時(shí)器電容充放電時(shí)間的計(jì)算確定各元件的取值。
電容充電時(shí)間T=0.7(R1+R2)C1 為使555定時(shí)器輸入1Hz的方波，經(jīng)計(jì)算各元件的取值為 R1=43K，R2=51K，C1=10u F，C2=0.01u F。3腳作為時(shí)鐘脈沖的輸出連接到各個(gè)計(jì)數(shù)器的CLK。
2、時(shí)鐘電路的連接
本次設(shè)計(jì)使用的是74LS163芯片，因?yàn)樗?6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以需要在控制端加上適當(dāng)?shù)拈T電路使其構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將計(jì)數(shù)器按照如圖所示的方式連接起來。
a、秒各位
將輸出端的Q3、Q1用與門（74LS08）連接起來并輸入到清零端MR，其目的是為了構(gòu)成十進(jìn)制，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到9時(shí)，與門U1打開，經(jīng)過非門U1A輸出低電平使得MR在下一個(gè)脈沖上升沿時(shí)清零。
b、秒十位
與秒各位不同的是，秒十位的使能端是由各位Q3、Q1相與的電平控制的，秒十位的進(jìn)位的條件是當(dāng)各位為9時(shí)，在下一個(gè)脈沖的上升沿來臨時(shí)進(jìn)位。秒十位的清零需要等到個(gè)位為9且十位為5時(shí)，U2與U3經(jīng)過U4輸出高電平再經(jīng)過U3A輸出低電平，是的MR在下一個(gè)脈沖上升沿是清零。
c、分個(gè)位
分各位的構(gòu)成原理與秒個(gè)位相似，不同的是控制端上的門電路換成了與非門U4(為了使之后方便連接門電路)，分個(gè)位的使能信號由U3輸入，清零條件為分個(gè)位為9，秒為59時(shí)清零，清零信號由U5A輸出的低電平提供。
d、分十位
分十位的構(gòu)成原理與秒十位相似，使能信號由U4輸出的高電平提供，清零條件為分為59，秒為59，清零信號由U7A輸出的低電平提供。
e、時(shí)
時(shí)個(gè)位的使能信號由U7提供，時(shí)十位的使能信號由U9提供。時(shí)個(gè)位有兩個(gè)清零信號，一個(gè)是當(dāng)它自身為9時(shí)，等到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿時(shí)清零，另一個(gè)是當(dāng)十位為2，個(gè)位為3時(shí)，十位和個(gè)位同時(shí)清零。用與非門U12將個(gè)位Q2和十位Q1相連，再將兩個(gè)清零信號相與，實(shí)現(xiàn)清零工作。
完整的時(shí)鐘電路如下圖所示
3、校準(zhǔn)電路
校準(zhǔn)電路連線圖如圖所示，當(dāng)開關(guān)打在右邊時(shí)，U14B關(guān)閉不工作，U14C送出一個(gè)高電平信 6
號，等到秒對分的進(jìn)位信號來臨時(shí)和進(jìn)位信號通過U15A送出一個(gè)低電平，使得U15B打開，又因?yàn)閁15B接入了分個(gè)位的使能端，所以相當(dāng)于開關(guān)打在右邊時(shí)校準(zhǔn)電路成為分個(gè)位的使能信號進(jìn)位信號；開關(guān)打在左邊時(shí)，U14C關(guān)閉不工作，U14B送出一個(gè)高電平信號，然后與秒脈沖信號通過U14D送出一個(gè)低電平接入分個(gè)位的使能端，所以相當(dāng)于開關(guān)打在左邊時(shí)，分個(gè)位接收了一個(gè)秒脈沖信號，使得它能像秒鐘一樣計(jì)時(shí)并且能向十位進(jìn)位，就相當(dāng)于校準(zhǔn)功能，當(dāng)分鐘跳到你想要的時(shí)間時(shí)把開關(guān)打到右邊（此時(shí)時(shí)鐘電路照常工作）從你調(diào)整好的時(shí)間繼續(xù)計(jì)數(shù)，達(dá)到校準(zhǔn)的目的。（時(shí)的校準(zhǔn)電路與分的校準(zhǔn)電路一樣）
但是直接把校準(zhǔn)電路這樣連入時(shí)鐘電路會出現(xiàn)一些問題，就是在校準(zhǔn)的時(shí)候分會出現(xiàn)16進(jìn)制，所以就需要在電路中加入反饋，將它控制到10進(jìn)制，具體的反饋連接方式如圖所示(不能接在MR端，不然會使電路出現(xiàn)問題)時(shí)鐘電路與校準(zhǔn)電路如圖所示 將開關(guān)打到左邊進(jìn)行校準(zhǔn):
完成之后將開關(guān)打到右邊繼續(xù)計(jì)數(shù)：
4、報(bào)時(shí)電路
報(bào)時(shí)電路使用的是74HC30芯片，它是一個(gè)8輸入與非門芯片，只有當(dāng)所有輸入都為1時(shí)輸出為0，使得喇叭能夠正常工作（喇叭一端接高電平一端接低電平），因?yàn)槭钦c(diǎn)報(bào)時(shí)，所以秒個(gè)位就不用接入芯片，只需在多余的兩個(gè)引腳接入電源就可以實(shí)現(xiàn)在59分50秒到59秒的報(bào)時(shí)，具體接法如下圖所示
整個(gè)可校準(zhǔn)可報(bào)時(shí)的數(shù)字電路如圖所示
三、心得體會
本次數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)是我覺得收獲非常大的一次實(shí)習(xí)，而這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識來設(shè)計(jì)作品的平臺。
在本次課程設(shè)計(jì)中，我更加熟悉Proteus軟件的操作了，同時(shí)對74LS163、74LS161、74HC30、555等芯片加深了了解，和對它們的使用，對于數(shù)字、模擬電路的綜合運(yùn)用有了更深一步理解，為以后的電路分析和設(shè)計(jì)奠定了一定的基礎(chǔ)。
本次課程設(shè)計(jì)很遺憾沒能選擇最有挑戰(zhàn)性的課題來做，因?yàn)榛A(chǔ)知識不夠扎實(shí)，做數(shù)字電子時(shí)鐘也是費(fèi)了很大勁。
這次設(shè)計(jì)我主要覺得有兩個(gè)難點(diǎn)：
一、從一開始沒選擇十進(jìn)制計(jì)數(shù)器來做，所以使設(shè)計(jì)的電路看起來很復(fù)雜，并且進(jìn)位需要考慮的很周全，越高位必要條件越多，所以用了許多門電路；
二、校準(zhǔn)電路直接連入電路會產(chǎn)生十六進(jìn)制，所以需要加反饋，在最開始不太理解反饋的意思，又去翻了數(shù)電書還問了老師很多次，接了很多遍才將反饋接出來。
但是最后成功了看著自己能把理論知識運(yùn)用到實(shí)際，心里還是非常開心的，在做課題的這幾天學(xué)會了很多，對仿真也產(chǎn)生了濃厚的興趣，想自己試著在課余時(shí)間再做做幾個(gè)課題。
第四篇：數(shù)字電子時(shí)鐘開題報(bào)告
近年來，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)及外圍接口電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的相應(yīng)功能，并具有時(shí)間調(diào)整功能、鬧鐘功能和定時(shí)功能，并通過LED顯示具體年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。
一、課題任務(wù)與目的二、調(diào)研資料情況
時(shí)鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。人們對時(shí)間計(jì)量的精度要求也越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時(shí)鐘更好地為人民服務(wù)，這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型時(shí)鐘?，F(xiàn)今，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替了機(jī)械式轉(zhuǎn)動，用LED顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差。
目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展的趨勢進(jìn)一步向CMOS化、低能耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。
單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方案。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。
數(shù)字時(shí)鐘在單片機(jī)模塊里比較常見，數(shù)字時(shí)鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。
數(shù)字時(shí)鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對時(shí)、分、秒、數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置，廣泛用于個(gè)人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，猶豫數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振搗器的廣泛使用，使得數(shù)字時(shí)鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動報(bào)警、按時(shí)自動打鈴、時(shí)間程序自動控制、定時(shí)廣播、自動開啟閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電器的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研
究數(shù)字時(shí)鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義
參考文獻(xiàn)：
[1] 林凌,李剛,丁茹,李小霞.新型單片機(jī)接口器件與技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005年.[2] 高偉.AT89單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社，2008年.[3] 蔡朝陽.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006年.[4] 楊凌霄.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].江蘇:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2004年.[5] 胡學(xué)海.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:北京電子工業(yè)出版社，2005年.[6] 邊春遠(yuǎn)，王志強(qiáng).《MCS-51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序》人民郵電出版社
[7] 李朝青.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》第3版北京航空航天大學(xué)出版社
[8] 張毅坤，陳善久.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，2002.[9] 張友德，趙志英，徐時(shí)亮.單片微機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).復(fù)旦大學(xué)出版社，2000.[10] 張毅剛，彭善元，董繼承.單片機(jī)原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2003.
第五篇：數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)2
數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)
題目：
數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)
目錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求…………………………………………（3）
二、設(shè)計(jì)方案論證
…………………………..………….（3）1.總體方案及框圖 2.各部分論證
三、單元電路設(shè)計(jì)…………………………………………………（4）1.振蕩器 ………………………………………………………（4）2.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器…………………………………………（5）
3.顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）
4.分頻器……………………………………………………（7）5.報(bào)時(shí)電路…………………………………………………（9）
四、總體電路設(shè)計(jì)及原理………………………………………（13）
五、元器件明細(xì)表………………………………………………（10）
六、心得體會……………………………………………………（11）
七、參考文獻(xiàn)……………………………………………………（11）
一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求 1.設(shè)計(jì)任務(wù)
數(shù)字電子鐘的邏輯電路 2.設(shè)計(jì)要求
（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準(zhǔn)秒信號。
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示切且具有校時(shí)、校分、校秒的功。
（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。要求整點(diǎn)差10秒開始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝和調(diào)試。（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。
二、設(shè)計(jì)方案論證
數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個(gè)部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路。
圖一
對于各個(gè)部分而言
數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)信號應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。?
數(shù)字鐘計(jì)時(shí)周期是24小時(shí)，因此必須設(shè)置24小時(shí)計(jì)數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器及模為24的時(shí)計(jì)數(shù)器組成，秒、分、時(shí)由七段數(shù)碼管顯示。?
為使數(shù)字鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的。設(shè)計(jì)中采用開關(guān)控制校時(shí)直接用秒脈沖先后對“時(shí)”“分”“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行校時(shí)操作。?
能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在從59分50秒開始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號，此信號結(jié)束即達(dá)到正點(diǎn)。?
三、單元電路設(shè)計(jì) 1.各獨(dú)立功能部件的設(shè)計(jì)（1）、振蕩器 振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號振蕩頻率的精度和 穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方 案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用 振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反 向器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定性極好、精度較高 的時(shí)間信號源。改變電容C可以
圖 二
石英晶體振蕩器
振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，再通過一個(gè)反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進(jìn)行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號。
第二種方案如圖三采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時(shí)，可以得到秒脈沖信號。
圖三 方波信號發(fā)生器
附555定時(shí)器的功能表 輸
出 輸
出
閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通
<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止 >2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通 <2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變
（2）秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器
U1到U6 六個(gè)74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器。
U1、U2共同構(gòu)成秒計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六--十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如圖四。U1作為秒個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。?
U2作為秒十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖輸入受到秒個(gè)位U1的控制，其計(jì)數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計(jì)數(shù)器計(jì)到0011，即清零信號到復(fù)位輸入端時(shí)，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計(jì)時(shí)值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。U3、U4分別構(gòu)成分個(gè)位十進(jìn)制和分十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。?
圖四 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
U5、U6共同構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器?
如圖五。U5作為時(shí)十位計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時(shí)信號脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
U12
圖五
二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器
（3）顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管
六個(gè)74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動LED七段數(shù)碼顯示對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。74LS248的顯示功能：
顯示功能見功能表的上半部分。[DCBA]是二進(jìn)制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時(shí)，數(shù)碼管熄滅。實(shí)驗(yàn)時(shí)要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護(hù)LED數(shù)碼管。表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表 十進(jìn)制
或功能 輸
入
輸
出
D
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 H H H H H H H H H H H H H H H H H ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′
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L
圖六 74LS248顯示字型與輸入的對應(yīng)關(guān)系
如圖七，六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計(jì)中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點(diǎn)亮電流在5～10mA。六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個(gè)位、十位；分個(gè)位、十位；時(shí)個(gè)位、十位的計(jì)數(shù)十進(jìn)制數(shù)
圖七 顯示譯碼/驅(qū)動器和數(shù)碼顯示管（4）分頻器
分頻器電路是由三個(gè)74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它由一個(gè)一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時(shí)，才能夠在計(jì)數(shù)脈沖（下降沿）作用下實(shí)現(xiàn)二—五—十進(jìn)制加計(jì)算。因?yàn)橐獙斎氲拿}沖進(jìn)行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計(jì)數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時(shí)鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號方波脈沖，成為秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖和時(shí)間校準(zhǔn)信號。
將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。
經(jīng)過U1、U2計(jì)數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時(shí)脈沖。
圖八
分頻器 附74LS90二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能圖 復(fù)位輸入 置位輸入 輸出
R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計(jì)數(shù) L × × L 計(jì)數(shù) × L L × 計(jì)數(shù) × L × L 計(jì)數(shù)
JK觸發(fā)器的功能表 J K Qn Qn+1 說明 0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變 1
0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同
0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同
1 1 0 1 每輸入一個(gè)脈沖輸出狀態(tài)改變一次
0
（五）報(bào)時(shí)電路
整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)發(fā)出音響，因此需要對每個(gè)整點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間譯碼，以其輸出驅(qū)動音響控制電路。如圖九。
若要在每一整點(diǎn)發(fā)出五低音、一高音報(bào)時(shí)，需要對59分50秒到59分59秒進(jìn)行時(shí)間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個(gè)位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個(gè)位輸出。在59分時(shí)，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時(shí)，B= QC2 QA2=1；秒個(gè)位為0、2、4、6、8秒時(shí)，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時(shí)等于1，故可以用F1作低音的控制信號。當(dāng)計(jì)數(shù)器每計(jì)到59分59秒時(shí)，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時(shí)F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計(jì)1秒到達(dá)整點(diǎn)時(shí)F3=1,故可用F3作一次高音控制信號。
用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計(jì)數(shù)器累計(jì)到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時(shí)發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時(shí)間均為一秒鐘，實(shí)現(xiàn)了整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。
圖九
整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路
四、原理圖（見最后一頁）
五、元器件明細(xì)表
序號 元器件名稱 型號規(guī)格 數(shù)量（個(gè)）備注 U0 集成定時(shí)器 5G555定時(shí)器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計(jì)數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計(jì)數(shù)器 U7～U9 異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器
U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時(shí)的數(shù)字 U11～U12 與非門 多輸入與非門 2 U13 J-K觸發(fā)器
C1、C2 電容C1=C2=104pf R1 R2 電阻R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻R=1k,R`=47 U14 U20 門器件 非門 1
U15～U19 門器件 與門 6 多輸入與門 U21～U23 門器件 與非門 3 多輸入與非門 U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級管 U26 喇叭實(shí)現(xiàn)鬧鈴
六、設(shè)計(jì)體會
在整個(gè)課程設(shè)計(jì)完后，總的感覺是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實(shí)際價(jià)值的東西。在這個(gè)過程中，我的確學(xué)得到很多在書本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計(jì)要求，如何找到錯誤的原因，如何利用計(jì)算機(jī)來畫圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時(shí)遇到了一個(gè)錯誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯了，有時(shí)更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問題在課堂上不可能犯，在動手的過程中卻很有可能犯。特別是在接電路時(shí)，一不小心就會犯錯，而且很不容易檢查出來。但現(xiàn)在回過頭來看，還是挺有成就感的。
七、參考文獻(xiàn)
姚福安.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐.山東科學(xué)技術(shù)出版社第一版.2002 楊志亮.電路原理圖設(shè)計(jì)技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社第一版.2003 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)..高等教育出版社第四版.1998 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社第三版.2001 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2002 蘇止麗.數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn).武漢理工大學(xué).2003 陳明義.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)使用教程 中南大學(xué)出版社第一版.2002
回答者： 命途多舛0913-一
級
2008-1-5 21:54
數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)
題目： 數(shù)字電子時(shí)鐘課程設(shè)計(jì)
目 錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求…………………………………………（3）
二、設(shè)計(jì)方案論證 …………………………..………….（3）
1.總體方案及框圖
2.各部分論證
三、單元電路設(shè)計(jì)…………………………………………………（4）
1.振蕩器 ………………………………………………………（4）
2.秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器…………………………………………（5）
3.顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）
4.分頻器……………………………………………………（7）
5.報(bào)時(shí)電路…………………………………………………（9）
四、總體電路設(shè)計(jì)及原理………………………………………（13）
五、元器件明細(xì)表………………………………………………（10）
六、心得體會……………………………………………………（11）
七、參考文獻(xiàn)……………………………………………………（11）
一、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求
1.設(shè)計(jì)任務(wù)
數(shù)字電子鐘的邏輯電路
2.設(shè)計(jì)要求
（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準(zhǔn)秒信號。
（2）設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”、“分”、“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示切且具有校時(shí)、校分、校秒的功。
（3）整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。要求整點(diǎn)差10秒開始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時(shí)間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。
（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝和調(diào)試。
（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。
二、設(shè)計(jì)方案論證
數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個(gè)部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時(shí)分秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路。
圖一
對于各個(gè)部分而言
數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)信號應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間源。?
數(shù)字鐘計(jì)時(shí)周期是24小時(shí)，因此必須設(shè)置24小時(shí)計(jì)數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器及模為24的時(shí)計(jì)數(shù)器組成，秒、分、時(shí)由七段數(shù)碼管顯示。?
為使數(shù)字鐘走時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，校時(shí)電路是必不可少的。設(shè)計(jì)中采用開關(guān)控制校時(shí)直接用秒脈沖先后對“時(shí)”“分”“秒”計(jì)數(shù)器進(jìn)行校時(shí)操作。? 能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。在從59分50秒開始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號，此信號結(jié)束即達(dá)到正點(diǎn)。?
三、單元電路設(shè)計(jì)
1.各獨(dú)立功能部件的設(shè)計(jì)
（1）、振蕩器
振蕩器是計(jì)時(shí)器的核心，其作用是產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖信號振蕩頻率的精度和
穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方
案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用
振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反
向器構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定性極好、精度較高的時(shí)間信號源。改變電容C可以
圖 二 石英晶體振蕩器
振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，再通過一個(gè)反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進(jìn)行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號。
第二種方案如圖三采用集成電路555定時(shí)器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時(shí)，可以得到秒脈沖信號。
圖三 方波信號發(fā)生器
附555定時(shí)器的功能表
輸 出 輸 出
閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通
<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止
>2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通
<2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變
（2）秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器
U1到U6 六個(gè)74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器。
U1、U2共同構(gòu)成秒計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六--十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，如圖四。U1作為秒個(gè)位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。?
U2作為秒十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的計(jì)數(shù)脈沖輸入受到秒個(gè)位U1的控制，其計(jì)數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計(jì)數(shù)器計(jì)到0011，即清零信號到復(fù)位輸入端時(shí)，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計(jì)時(shí)值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。
U3、U4分別構(gòu)成分個(gè)位十進(jìn)制和分十位六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。?
圖四 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器
U5、U6共同構(gòu)成時(shí)計(jì)數(shù)器，它由兩個(gè)74LS161構(gòu)成六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器? 如圖五。U5作為時(shí)十位計(jì)數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時(shí)信號脈沖作為計(jì)數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個(gè)位的計(jì)時(shí)值送至秒個(gè)位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時(shí)為“0”，使計(jì)數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
U12 圖五 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器
（3）顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管
六個(gè)74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動LED七段數(shù)碼顯示對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。74LS248的顯示功能：
顯示功能見功能表的上半部分。[DCBA]是二進(jìn)制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時(shí)，數(shù)碼管熄滅。實(shí)驗(yàn)時(shí)要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護(hù)LED數(shù)碼管。
表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表
圖六 74LS248顯示字型與輸入的對應(yīng)關(guān)系
如圖七，六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計(jì)中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點(diǎn)亮電流在5～10mA。六個(gè)LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個(gè)位、十位；分個(gè)位、十位；時(shí)個(gè)位、十位的計(jì)數(shù)十進(jìn)制數(shù)
圖七 顯示譯碼/驅(qū)動器和數(shù)碼顯示管
（4）分頻器
分頻器電路是由三個(gè)74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它由一個(gè)一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)異步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時(shí)，才能夠在計(jì)數(shù)脈沖（下降沿）作用下實(shí)現(xiàn)二—五—十進(jìn)制加計(jì)算。因?yàn)橐獙斎氲拿}沖進(jìn)行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計(jì)數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時(shí)鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時(shí)鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號方波脈沖，成為秒、分、時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖和時(shí)間校準(zhǔn)信號。
將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。
經(jīng)過U1、U2計(jì)數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時(shí)脈沖。
圖八 分頻器
附74LS90二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能圖
復(fù)位輸入 置位輸入 輸出 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計(jì)數(shù)
L × × L 計(jì)數(shù)
× L L × 計(jì)數(shù)
× L × L 計(jì)數(shù)
JK觸發(fā)器的功能表
J K Qn Qn+1 說明
0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變1
0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同1 1 0 1 每輸入一個(gè)脈沖輸出狀態(tài)改變一次0
（五）報(bào)時(shí)電路
整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路要求在每個(gè)整點(diǎn)發(fā)出音響，因此需要對每個(gè)整點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間譯碼，以其輸出驅(qū)動音響控制電路。如圖九。
若要在每一整點(diǎn)發(fā)出五低音、一高音報(bào)時(shí)，需要對59分50秒到59分59秒進(jìn)行時(shí)間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個(gè)位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個(gè)位輸出。在59分時(shí)，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時(shí)，B= QC2 QA2=1；秒個(gè)位為0、2、4、6、8秒時(shí)，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時(shí)等于1，故可以用F1作低音的控制信號。
當(dāng)計(jì)數(shù)器每計(jì)到59分59秒時(shí)，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時(shí)F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計(jì)1秒到達(dá)整點(diǎn)時(shí)F3=1,故可用F3作一次高音控制信號。
用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計(jì)數(shù)器累計(jì)到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時(shí)發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時(shí)間均為一秒鐘，實(shí)現(xiàn)了整點(diǎn)報(bào)時(shí)的功能。
圖九 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路
四、原理圖（見最后一頁）
五、元器件明細(xì)表
序號 元器件名稱 型號規(guī)格 數(shù)量（個(gè)）備注
U0 集成定時(shí)器 5G555定時(shí)器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計(jì)數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計(jì)數(shù)器
U7～U9 異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器
U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時(shí)的數(shù)字
U11～U12 與非門 多輸入與非門 2 U13 J-K觸發(fā)器 1
C1、C2 電容 2 C1=C2=104pf R1 R2 電阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 門器件 非門 1
U15～U19 門器件 與門 6 多輸入與門
U21～U23 門器件 與非門 3 多輸入與非門
U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級管 1 U26 喇叭 1 實(shí)現(xiàn)鬧鈴
六、設(shè)計(jì)體會
在整個(gè)課程設(shè)計(jì)完后，總的感覺是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實(shí)際價(jià)值的東西。在這個(gè)過程中，我的確學(xué)得到很多在書本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計(jì)要求，如何找到錯誤的原因，如何利用計(jì)算機(jī)來畫圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時(shí)遇到了一個(gè)錯誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯了，有時(shí)更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問題在課堂上不可能犯，在動手的過程中卻很有可能犯。特別是在接電路時(shí)，一不小心就會犯錯，而且很不容易檢查出來。但現(xiàn)在回過頭來看，還是挺有成就感的。
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