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数字钟得设计与制作 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 题目:数字钟得设计与制作 时间:2011年7月3号 院校:石河子大学 院系:电子信息工程09 组员 第 1 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 数字电子技术课程设计报告 一( 设计目的 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观 性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟从原理上讲是一种典型的 数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的 制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑 电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法. 二(实现功能 1(要求内容 1)时钟能够数字显示“时”、“分”、“秒” ，分别设计十二进制/二十四进制计数器子电路、六十进制计数器 子电路。 2)具有校时功能，能够快速校准“时”、“分”、“秒”。 3)时钟具有整点报时功能，设计整点报时子电路。 三(元器件明细表 1(洞洞板2块 2(0.47uF电容1个 3(100nF电容1个 4(共阴八段数码管7个 5(网络线10米 6(CD4511集成块7块 7(CD4060集成块1块 8(74HC390集成块4块 9(74HC51集成块1块 10(74HC00集成块4块 11(74HC30集成块1块 12(10MΩ电阻5个 13(74HC00集成块4块 14(L7805三端稳压管1个 第 2 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 15(30pF瓷片电容2个 16(9V电池1块 17(单刀双掷开关2个 18(单刀单置开关1个 19(74HC10集成块1块 各个芯片引脚图 1( CD74HC390 2(L7805稳压管 3( CD4060 第 3 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 4( CD4511 5(74HC10 6(74HC30 第 4 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 7(74HC51 8(74HC00 四、原理框图 1(数字钟的构成 数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不 第 5 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 可能与标准时间(如北京 时间)一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。通常使用石 英晶体振荡器电路构成数字钟。 (a)数字钟组成框图 2( 晶体振荡与分频电路 (b)晶体振荡器 晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32.768KHz的方波信号，可保证数字 第 6 页 共 15 页 石河子大学信息科学与技术学院 电子信息专业《数字电子技术》课程设计报告 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。一般输出为方波的数字式晶体 振荡器电路通常有两类，一类是用,,,门电路构成;另一类是通过,,,,非门构成的电路，本次设计采用了后一 种。如图(b)所示，无源晶震、电容和电阻构成晶体振荡器电路，CD4060实现分频。值得注意的是无源 晶振是没有极性的，与电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，实现了振 荡器的功能。由于晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确 晶体XTAL的频率选为32.768KHZ.该元件专为数字钟电路而设计,其频率较低,有利于减少分频器级数. 从有关手册中,可查得C1,C2均为30pF.当要求频率准确度和稳定度更高时,还可接入校正电容并采取温度补 偿措施. 由于CMOS电路的输入阻抗极高,因此反馈电阻R可选为10MΩ.较高的反馈电阻有利于提高振荡频率的稳 定性. 2HZ 1HZ (c)二分频 通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2进制计数器来实现.例如,32768Hz的振荡信号分频为 1HZ的分频倍数为32768(215),即实现该分频功能的计数器相当于15极2进制计数器.常用的2进制计数器有 74HC393等. 本实验中采用CD4060来构成分频电路.CD4060在数