數(shù)字鐘實驗報告

1、 摘要 為了降低數(shù)字時鐘的成本，進一步簡化時鐘的結(jié)構(gòu)，設(shè)計一種基于CD4060的數(shù)字時鐘，與傳統(tǒng)的時鐘相比，由于采用晶振作為時基發(fā)生器，所以該系統(tǒng)計時準確、穩(wěn)定;器件種類簡單，只采用74LS系列的小集成塊。關(guān)鍵詞：數(shù)字時鐘、CD4060、晶振、74LS。 AbstructFor declineing the costs of the digital clock and simpling the structure of digital clock ,it design a new system biased CD 4060.comparing with the historical clock

2、, the system is accurate and stable because it take the crystal oscillator as singnal generator ;in addition , only do less a series of small Integrated block 74ls are adopted in the syestem.Key words: digital clock 、CD4060 、crystal oscillator 、74LS. 目錄第1章 緒論.1 1.1 課題背景.2 1.2數(shù)字時鐘的實際應(yīng)用.3 1.3設(shè)計內(nèi)容及基本要求

3、.4第2章 數(shù)字鐘的電路的基本原理.5 2.1數(shù)字電路系統(tǒng)的基本原理.6 2.2 各單元電路的基本原理.72.2.1 振蕩器.92.2.2 分頻器.102.2.3 譯碼顯示電路.112.2.4 校時電路.122.2.5 定時控制電路.132.2.6 整點報時功能.14第3章 軟件仿真及硬件電路的調(diào)試.15 3.1 電路原理框圖.16 3.2 整個系統(tǒng)電路圖 .17 3.3 問題及解決的方法.18第4章 總結(jié).20 4.1電子設(shè)計的特點和該方案的優(yōu)缺點.21 4.2 心得體會.22元件清單參考文獻.23 近年來，隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，人們對數(shù)字時鐘的要求越來越高，本文針對人們的這一需求，設(shè)計了一種

4、有單片機控制的智能化數(shù)字時鐘，功能強大，界面友好，更好的滿足了人們對它的智能化要求。 第一章 緒論1.1 課題背景 20世紀末，電子技術(shù)獲得快速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地促進了社會的發(fā)展和信息化程度的的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品的性能進一步提高，產(chǎn)品的更新周期越來越來快。在這個高速率發(fā)展的社會，無疑時間對我們生活起著很大的作用。在以前人們憑介太陽的位置，采用沙漏、機械等各種樣式衡量時間，但它們都有一個很大的缺點：穩(wěn)定性差、不方便、準確度高。近些年來，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對數(shù)字鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。多功能數(shù)字鐘不管在

5、性能還是在樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有石英表，電子鬧鐘、數(shù)字鬧鐘等等。由于數(shù)字電路的發(fā)展和石英晶體的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字時鐘的精度，遠遠超過老式的鐘表。日前，單片機在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，由單片機作為數(shù)字鐘的核心控制器，可以通過它的時鐘信號進行計時實現(xiàn)計時功能，將其時間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機輸出，利用顯示器顯示出來。通過鍵盤可以進行定時、校時功能。輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)和數(shù)碼管顯示技術(shù)。1.2 數(shù)字時鐘的應(yīng)用 數(shù)字時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時分秒數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，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?，鐘表的?shù)字化給人們帶來極大的方便，而且大大

6、地擴展時鐘的工能。1.3數(shù)字時鐘的基本內(nèi)容和功能 數(shù)字時鐘的本質(zhì)就是一種計數(shù)器，可以采用不同頻率信號作為時基信號，如果采用頻率1KHz的信號作為基準信號那當(dāng)計數(shù)器計滿1000個周期時就表示1S。該數(shù)字時鐘采用頻率為1Hz的脈沖來來表示一天的時間，以數(shù)字形勢顯示、分、秒的時間；小時以24小時進制，分秒以60進制（但由于實驗原因該系統(tǒng)只顯示分和小時）。除了能準確計時外，同時該電路還具有擴展功能如：定點鬧時、校時功能、仿整點報時功能。 第二章 2.1 數(shù)字時鐘的基本原理數(shù)字鐘電路系統(tǒng)由主體電路和擴展電路兩大部分組成，其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴展電路完成數(shù)字鐘的擴展功能。其系統(tǒng)組成原理框圖如

7、圖1-1。本電路主要由振蕩器和分頻器產(chǎn)生1Hz（即1 秒）的秒脈沖，用秒脈沖驅(qū)動“秒”計數(shù)器，因每分鐘有60 秒，所以“秒”計數(shù)器應(yīng)為60 進制計數(shù)器。計數(shù)輸出經(jīng)譯碼、顯示時鐘苗；利用“秒”計數(shù)器的復(fù)位脈沖作為“分”計數(shù) ， 因為每小時有60 分，所以“分”計數(shù)器也應(yīng)是60 進制計數(shù)器，計數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼、顯示時鐘分；利用“分”計數(shù)器的復(fù)位脈沖作為“時”計數(shù)器的計數(shù)脈沖，因每天有24 小時，所以“時”計數(shù)器應(yīng)為24 進制計數(shù)器，其輸出經(jīng)譯碼、顯示時鐘時。 2.2 各單元電路的基本原理2.2.1振蕩器振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度，所以通常選用石英晶

8、體來構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時精度越高，但耗電量增大。本振蕩器采用CD4060，CD4060 內(nèi)部有一個振蕩器和214的分頻器，晶體振蕩器采用32768Hz，經(jīng)分頻后從CD4060 的腳輸出頻率為2Hz 的信號，再經(jīng)74LS74組成的2 分頻器，輸出1Hz 的時鐘秒脈沖。其中分頻器與兩個功能： 一是產(chǎn)生標準秒脈沖信號；二是提供功能擴展 電路所需的信號，如校時電路、仿電臺報時電路用的1000Hz 的高音頻信號和500Hz 的低頻音頻信號等.電路如圖1-2所示2.2.2計數(shù)模塊選用四塊74LS90接成60進制和24進制，原理如下：A.60 進制計數(shù)器“秒”和“分”的計數(shù)器都是

9、60 進制計數(shù)器，由一級十進制計數(shù)器和一級六進制計數(shù)器級聯(lián)而成。十進制計數(shù)器的復(fù)位方法大家比較熟悉，六進制計數(shù)器的復(fù)位方法是：當(dāng)CP 輸入端輸入第六個脈沖時，它的四個觸發(fā)器輸出的狀態(tài)為“0110”，這時QbQC 均為高電平“1”。將它們相“與”（用兩級“與非”門，保證復(fù)位信號為高電平）后，送到計數(shù)器的清除端Cr，使計數(shù)器復(fù)“0”，從而實現(xiàn)60 進制計數(shù)。B.24 進制計數(shù)器由兩級十進制計數(shù)器聯(lián)與及兩級反相器組成。原理為：當(dāng)“時”計數(shù)器個位輸入端CP 脈沖到來第十個觸發(fā)脈沖時，“時”的個位計數(shù)器復(fù)“0”，并向“時”的十位進位，在第24 個觸發(fā)脈沖到來時，“時”的個位計數(shù)器的四級觸發(fā)器狀態(tài)為“0100”，而“時”的十位計數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，這時“時”的個位計數(shù)器的Qc 和“時”的十位計數(shù)器的Qb 輸出為“1”，把它們相“與”經(jīng)兩級反相器反相后，送到“時”計數(shù)器的清除端Cr，使計數(shù)器復(fù)“0”。使計數(shù)器復(fù)“0”。從而實現(xiàn)了24 進制計數(shù)。2.2.3譯碼顯示電路譯碼顯示電路：選擇4塊共陽譯碼器74LS47和4塊共陽數(shù)碼管。電路圖如下：2.3.4校時電路當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，均需要校正時間，校時電路是