电子数字时钟.doc

唐山学院课程设计说明书 PAGE 13 引言 钟表作为一种定时工具被广泛的使用在生产生活的各方面。人类最初依靠太阳的角度来进行定时，所以受天气的影响比较大，为了克服依靠自然现象定时的缺点人们发明的机器钟表，电子钟表一系列的定时工具。而电子钟表具有价格便宜，质量轻，定时误差小等优点，被广泛的应用在生产，生活的各个方面。由于电子钟的能提供精确又被广泛的运用在测量之中。此数字电子钟采用555定时器提供定时脉冲，74LS248,74LS161集成块作为计时模块，8段数码显示管作为显示工具。其设计的产品可以广泛的用于公共场所，匾额装饰，以及教学等方面。 本课程设计完成了数字电子钟的设计，数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置,本次设计以数字电子为主，实现对日、时、分、秒数字显示的计时装置,周期为24小时，显示满刻度为8日23时59分59秒，并具有校时功能的数字电子钟。 本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用74LS161(10进制计数器)74LS00(与非门芯片)等连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字电子钟。 本系统的设计电路由脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、时钟译码显示电路模块等几部分组成。数字电子钟走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用秒脉冲发生器的精度稳定保证了数字钟的质量。 电子时钟概述 数字电子钟所采用的是十六进制计数器74LS161和十进制计数器74SL160，根据时分秒各个部分的的不同功能，设计成不同进制。秒的个位，需要10进制计数器，十位需6进制计数器（计数到59时清零并进位）。秒部分设计与分钟的设计完全相同；时部分的设计为当时钟计数到24时，使计数器的小时部分清零，从而实现整体循环计时的功能。 设计框架图如图2.1所示总共分为5小部分：时间显示部分，译码部分，分频器部分，1HZ脉冲定时部分，主电源等部分，本设计各部分由统一电源集中供电，555定时器采用的分立元件才用5环高精度的电阻，以及受温度影响较小的固态铝质电解电容确保定时的精确性分频器采用74LS74,容易购买显示部分采用LED八段数码显示管 ，具有显示明亮，容易识别，价格便宜等优点，调时部分采用普通的按建开关。 图2.1 电路设计框图 数字电子钟所采用的是十六进制计数器74LS161和十进制计数器74SL248，根据时分秒各个部分的的不同功能，设计成不同进制。秒的个位，需要10进制计数器，十位需6进制计数器（计数到59时清零并进位）。秒部分设计与分钟的设计完全相同；时部分的设计为当时钟计数到24时，使计数器的小时部分清零，从而实现整体循环计时的功能。 该系统的工作原理是：振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间表基准，它将时标信号送到分频器，再经过分频器输出标准秒脉冲，即将时标信号分成每秒一次的方波信号。秒信号送入计数器进行计数，秒计数计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照二十四进制规律计数，计数器的输出经译码器送显示器。所有的计时结果由7位数码管显示。计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。 3 单元模块 3.1数码显示管设计部分 七段字符显示器能以十进制数码直观地显示数据，它是由七个条形发光二极管组成，所以称之为七段LED数码管。七段LED数码管有共阴极和共阳极两种结构。共阴极LED数码管是发光二极管的阴极接地，高电平驱动相应的线段亮，要求配用共阴极译码驱动器。共阳极与之正好相反，阳极接正电源，低电平驱动相应的线段亮，要求配用共阳极译码驱动器。数码管工作电压低、显示清晰、体积小、寿命长，可靠性高，亮度也较高。缺点是工作电流大，功耗大。 . 图3.1 3.1.1数码显示管译码输出 数码显示管译码输出显示采用74LS48BCD-七段显示译码器将分频器发送过来的BCD编码的时间信息转换成数码管可显示的字符。 BCD-七段数码显示管的真值表如下 表3.1.1 输入 输出 数字 A1 A2 A Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 字 形 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1