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勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

一、设计目的

1.熟悉集成电路的引脚安排。

2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。

3.了解面包板结构及其接线方法。

4.了解数字钟的组成及工作原理。

5.熟悉数字钟的设计与制作。

二、设计要求

1．设计指标

时间以24小时为一个周期；

显示时、分、秒；

有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；

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勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

计时过程具有报时功能，当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时；

为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。

2．设计要求

画出电路原理图（或仿真电路图）；

元器件及参数选择；

电路仿真与调试；

PCB文件生成与打印输出。

3．制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

4．编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，

有心得体会。

三、设计原理及其框图

1．数字钟的构成

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勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

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。图3-1所示为数字钟的一

般构成框图。

图3-1数字钟的组成框图

⑴晶体振荡器电路

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

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勿以恶小而为之，勿以善小而不为。——刘备

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。

⑵分频器电路

分频器电路将32768Ｈz的高频方波信号经32768（）次分频后得

到1Hz的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数

器。

⑶时间计数器电路

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12进制计数器。

⑷译码驱动电路

译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑

状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。

⑸数码管

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数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本

设计提供的为ＬＥＤ数码管。

2．数字钟的工作原理

１）晶体振荡器电路

晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳

定。

图3-2所示电路通过ＣＭＯＳ非门构成的输出为方波的数字式晶体振

荡电路，这个电路中，ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶

体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的

波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻Ｒ１为非门提供偏置，使

电路工作