數(shù)字電子時鐘設(shè)計(jì)

1、精品 料推薦一、設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)字電子時鐘設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求1、以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間；2、時鐘顯示周期為24 小時；3、具有校時功能；4、清零、或計(jì)時停止功能。5、定時控制，其時間自定；6、正點(diǎn)報時功能，觸摸報整點(diǎn)時數(shù)或自動報整點(diǎn)數(shù)。三、元件清單1.七段顯示器（共陰極）10 個2.門電路（ 74ls00 74ls04 74ls0874ls21 74ls32）若干3.譯碼器（ 74ls48）10 個4.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（ 74ls160）10 個5.數(shù)值比較器（ 74ls85）4 個6.石英晶體1 個7.555 定時器1 個8.蜂鳴器、按鈕、開關(guān)若干9.電阻、電容、導(dǎo)線等若干四、設(shè)計(jì)1. 主要思路

2、數(shù)字鐘主要分為秒信號發(fā)生部分， 計(jì)數(shù)部分，定時部分，校時部分，蜂鳴器部分五個主要部分組成，用石英晶體振蕩構(gòu)成秒信號發(fā)生，將信號輸入計(jì)數(shù)部分。計(jì)數(shù)部分秒計(jì)數(shù)器， 秒，分，時，計(jì)數(shù)器分別為 60 進(jìn)制，60 進(jìn)制，24 進(jìn)制。計(jì)數(shù)器輸出通過譯碼器接到顯像管，實(shí)現(xiàn)時鐘的顯示。校時部分為按鈕開關(guān)與門電路的組合， 將時鐘信號斷開， 用按鈕開關(guān)輸入脈沖，調(diào)整時間。定時部分也為計(jì)數(shù)器，譯碼器，顯像管的結(jié)構(gòu)，不同的是沒有時鐘輸入信號，取而代之的是按鈕開關(guān)按鈕，通過按鈕輸入脈沖，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。蜂鳴器部分為 555 定時器與蜂鳴器的結(jié)構(gòu)， 在輸入高電平時蜂鳴器會發(fā)出聲音通過比較器比較定時部分與計(jì)時部分的時間，弱時

3、間相同， 則有高1精品 料推薦電平輸出至蜂鳴器部分。在整點(diǎn)時輸出一個高電平信號， 連接到蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)整點(diǎn)報時功能。電路原理方框圖2. 信號發(fā)生部分石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率易調(diào)整，它是電子鐘的核心，用它產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率信號，再由分頻器分成秒時間脈沖。圖為用反相器與石英晶體構(gòu)成的振蕩電路石英晶體振蕩器選用32768khz 的石英晶體，發(fā)生的信號不符合始終的要求，但通過分頻，可產(chǎn)生1hz 的秒信號。由于 32768 1616168=1，所以用 3 個 16 分頻和 1 個 8 分頻便可解決問題用 4 個 16 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74ls161 組成分頻電路，與晶振部分共同組成信號

4、發(fā)生部分，如下圖。2精品 料推薦3. 計(jì)數(shù)部分與顯示部分整個計(jì)數(shù)器電路由秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時計(jì)數(shù)器串接而成。計(jì)數(shù)器互相之間采用并行接法，將進(jìn)位輸出信號接到置數(shù)端實(shí)現(xiàn)清零功能。秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器各自由一個十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個六進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，形成兩個六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時計(jì)數(shù)器為兩個十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接成二十四制計(jì)數(shù)器。上圖左為分計(jì)數(shù)器，右為秒計(jì)數(shù)器。3精品 料推薦時計(jì)數(shù)器圖4. 清零與校時部分清零功能實(shí)現(xiàn)為用一個按鈕開關(guān)， 不按下時一段接到高電平， 另一端接在所有計(jì)數(shù)器的清零端。當(dāng)電平開關(guān)按下時，所有清零端接地，將所有計(jì)數(shù)器置零。校時原理為用手按輸入電平信號代替時鐘信號。 同樣使用電平開關(guān)，不過將不按下

5、時接地，按下時接高電平，另一端接至各個計(jì)數(shù)器的時鐘輸入端。校時時，先斷開時鐘， 將所有計(jì)數(shù)器的 et,ep 端接到高電平，接著從按鈕輸入信號， 完成后將 et,ep 接至原來的狀態(tài)， 接回時鐘。這里， et,ep 信號和時鐘、電平信號的選擇用或門電路 74ls04 實(shí)現(xiàn)。清零與校時部分接線圖4精品 料推薦5. 定時部分定時部分只有分信號和時信號。與計(jì)時部分原理基本相同，不過沒有時鐘信號，用電平開關(guān)輸入脈沖取代，為了防止定時部分時間調(diào)超，在分信號十位為 6，時信號十位為 3，和時信號總體為 24 時清零。6. 比較器與整點(diǎn)報時部分用 4 片 74ls85 比較器兩個輸入端分別接到計(jì)時信號和定時信

6、號，如果輸入一致則輸出高電平，將高電平輸出至蜂鳴器部分。整點(diǎn)報時部分為一個 8 輸入與非門 74ls30,在整點(diǎn)時（即分信號為0 時）輸出一個高電平。兩部分的輸出通過一個或門輸出到蜂鳴器部分。5精品 料推薦7. 蜂鳴器部分由于蜂鳴器需要一個高電平使之工作， 因此使用一片 555 定時器接成多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖， 將輸入信號接至 4 端，當(dāng)輸入為高電平時 555 工作，產(chǎn)生脈沖信號，帶動蜂鳴器。根據(jù)輸出頻率的公式11f =t( r1 + 2r2 )cln 2電容充電時間，即高電平時間t1 = (r1 + r2 )cln 2輸出脈沖占空比為q =r1r1 + r2為使輸入的脈沖更寬，取r1 = 12

7、8k ，r2 = 1k ， c3 = c4 = 10nf可計(jì)算出頻率t 1.1khz因此，蜂鳴器頻率取1khz6精品 料推薦8. 全電路圖000000ckckckckckcku20u73abcdegabcdegu14u72abcdegabcdegu3u6x2c6a b cd ega bc d eg1389495969091929311011112106107108109r5r6rpack 7180 |?rpack 7180 |?838485868788899910010110210310410532109543210954111111111111a b c d ef ga b c de f g

8、o o o o oo oo o o oo o ou19ou22o74ls48nb74ls48nbrrtbii/tbii/a b cdlrba b cdlrb 7126354712635498 11982971203812112243215432151111111111abcdoabcdoqqqqcqqqqcu26aru15ru2111774ls11ndd74ls160nptark74ls160nptarkolola b c dnnlcla b cdnnlcle e ce e c11634567091234567091211u25a0113077u41a74ls08nu28au29a74ls08

9、n74ls32n74ls32n1307912911581u24a11474ls04nu37au36a74ls32n74ls32n137136131j6j5535455495051 527172736768 6970r3r4rpack 7180 |?rpack 7180 |?424344454647 486061626364 656632105432105411119 111111 911a b cd e fga b cd e fgo o oo o ooo o oo o oou10ou13o74ls48nb74ls48nbrrtbii/tbii/a b cdlrba b cdlrb 712635

10、471263548043215432151111111111u7aabcdoabcdoqqqqrcu9qqqqrcu1274ls21n74ls160nd74ls160ndptarktark145olpolabcdnnlclabcdnnlcleeceec34567091234567091211u17a074012374ls08nu30au31a74ls32n74ls32n128118127u16a7874ls04nu35a74ls32n134j4135u40a74ls08n144u34a74ls32nj3161718 121314153435 363031323330pfr1r2r26-32.7

11、68khzvcc180 |?180 |?rpack 7rpack 75vu68ac7u69a5 6 78 9 10112324 252627282924424724613121110915141312111091514vcc30pfab cdefga bcdefg5v74ls04n74ls04noo oooooo oooooo21 9076543245u2u51oo74ls48nb74ls48nbkrdtpdcbairirr13r14lann/lcoeeab cdltrbbia bcdltrbbiclu387 1 2 63 5 47 1 263 5 41k| ?1k| ?74ls161nod

12、c b acrqqqq512341111111393192420 212221 91076543krdtpdcbalannlcoeeclu3974ls161nodcbacrqqqq4321543215111111111151234u18aab cdoa bcdo11111qq qqcu1q qqqcu414174ls21nrrvcc74ls160nd74ls160ndp tarkp tark21 9076543olol1a b cdnnlcla b cdnnlcle e ce e crdtpdcba12400lkcloaenenu70345679123456912cl17 1037074ls1

13、61nou32acdcbarqqqqj774ls32nvcc1511121314u8s04n3914621 91076543140key = rklradntnpdcbaclcloeeu71j874ls161nodcbacrqqqqu33au27a51234key = k1111174ls32n74ls32nj9143key 0= l133j2j1132vcc5vkey = xkey = c15715816000155161ckck162u23u54a b c d ega b c d egkey = vkey = b15a3oagtb5169u60a16b3oaeqb

14、13a2oaltb714b2u5574ls08n12a111b110a09b0474ls85n1703agtb2aeqbaltb15a3oagtb516b3oaeqb137a2oaltb14b212a1u5611b110 a09b04 74ls85nagtb3aeqb2altb00ckcku64u65abcdegabcdegkey = nkey = mvccu6774ls30d174j1641155243591a3oagtb658 7513b3oaeqb7key = tvcca2oaltb2425714b25v40u57u59a5612a1u62aj147611b124110a01721751

15、769b0vcc474ls85nkey = g74ls32n3agtb74ls08nr23aeqb2173128k|?altb8u52u61a184vccu6318115a3oagtb5171r84rstout31b3oaeqb61377dis14a2oaltb74ls08n1k| ?180b2u586thrbuzzer12a111b12tri1khz10a0183 59b0con4 74ls85n3agtbc3c4gndaeqb2lm555cnaltb10nf10nf100163149150164165166167168216217218182132142152232242252192202

16、21222vccr11r125vrpack 7180 |?rpack 7180 |?2272282292302312323323423523623723823924032105432105411119 111111 911a b cd e fga b cd ef go o oo o ooo o oo oo ou46bou50bo74ls48nir74ls48nir/tbitbia b cdlrba b cdlrb 71263547126354vcc15915643215432151111111111abcdoabcdou11au53aqqqqcqqqqcu47arru48u4974ls00n74ls00n74ls00n74ls160n pd74ls160n pdtoalrlktoalrlka b cdnnlcca b cdnnlccee e e 1783456709123456709121100179177u51a15415374ls266n018919019185186187188196197198192193194195r9r10rpack 7180 |?rpack 7180 |?199200201202032042052062072082092102112123210954321095