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电子时钟设计报告 电子时钟设计报告 电气工程与自动化学院 设计名称： 设计题目： 数字时钟 学生学号： [1**********]7 专业班级： 电气08-2班 学生姓名： 陈勇男 学生成绩： 指导教师（职称）： 课题工作时间： 2021-6-26 至 2021-7-2 数字钟设计报告 一、摘要 ???????????????????????? 2 二、设计目的??????????????????????? 2 三、设计任务和要求 ??????????????????? 2 四、设计方案 ?????????????????????? 2 五、数字钟电路设计计算与分析??????????????? 3 （一）数字钟的构成 ??????????????????? 3 （二）数字钟的工作原理 ????????????????? 4 六、心得体会 ?????????????????????? 12 八、参考文献 ?????????????????????? 12 数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，已成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体与 555 振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极人的方便，而目大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1. 掌握数字钟的设计方法。 2熟悉集成电路的使用方法。 三、设计任务和要求 1. 设计任务 设计制作一台数码显示管显示的数字钟。 ⑴时钟显示功能，能够以十进制显示“星期”、“时”、“分”、“秒”。 ⑵具有快速校准星期、时、分、秒的功能。 ⑶计时准确度，每天计时误差不超过1s 。 ⑷整点自动报时，在离整点10s 时，便自动发出鸣叫声，步长1s ，每隔1s 鸣叫一次，前四响是低音，最后一响为高音，最后一响结束为整点。 四、设计方案 一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器和定时器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器、电路组成。首先构成一个由32768Hz 的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，由74LS161采用清零法分别组成六十进制的秒计数器、六十进制分计 数器、二十四进制时计数器和七进制的周计数器。使用由32768Hz 的石英晶体振荡器和由CD4060构成的分频器构成的产生震荡周期为一秒的标准秒脉冲，把秒计数器地进位输出作为分计数器的CP 脉冲，分计数器的进位输出作为时计数器的CP 脉冲，时计数器的进位输出作为周计数器的CP 脉冲。使用74LS48为驱动器， BS201A数码管作为显示器。 五、数字钟电路设计计算与分析 （一）数字钟的构成 1. 石英晶体振荡器 石英晶体，有天然的也有人造的，是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO 主要是由品质因数（Q ）很高的晶体谐振器（即晶体振子）与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率（基频或n 次谐波频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。 振荡器是数字钟的核心，石英晶体振荡器的特点是振荡的频率准确，电路结构简单，频率易于调整。 石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz 的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 在数字钟电路中，时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器，周计数器为7进制计数器。有了时间标准“秒”信号后，就可以根据“60秒为1分”、“60分为1小时”、“24小时为1天”、“7天为1周”的计数周期，分别组成。将这些计数器适当连接，就可以实现“秒”、“分”、“时”、“周”的计时功能。 要将“秒”、“分”、“时”、“周”的状态显示成清晰的数