3 单元电路设计……………………………………………………………….7 3.1 电源模块的设计……………………………………………………….7 3.1.1 电路结构及工作原理…………………………………………….7 3.1.2 电路仿真………………………………………………………….7 3.1.3 元器件的选择及参数确定……………………………………….7 3.2 秒脉冲信号发生器模块……………………………………………….8 3.2.1 电路结构及工作原理…………………………………………….8 3.2.2 电路仿真………………………………………………………….9 3.2.3 元器件的选择及参数确定……………………………………….9 3.3 60 进制秒、分计数模块………………………………………………9 3.3.1 电路结构及工作原理…………………… ……………………..10 3.3.2 电路仿真…………………………………………………………10 3.3.3 元器件的选择及参数确定………………………………………11 3.4 24 进制时计数模块………………………………………………….11 3.4.1 电路结构及工作原理…………………… …………………….11 3.4.2 电路仿真…………………………………………………………12 3.4.3 元器件的选择及参数确定………………………………………12 3.5 译码显示电路) ………………………………………………………13
译码驱动 译码驱动 译码驱动 译码驱动 译码驱动 译码驱动
Байду номын сангаас
时十位 计数
时个位 计数
分十位 计数
振荡器电 路
校时电 路
分频器 电路
分十位 计数
秒十位 计数
校分电 路
分频器 电路
秒十位 计数
2.1 数字电子时钟系统框图
2.3 系统原理
数字电子钟是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。主要由振荡 器、分配器、计数器、译码器和显示器电路功能模块组成。振荡器产生的时钟信 号经过分频器形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果 通过显示器以“时”、“分”、“秒”的顺序以数字形式显示出来。秒计数器电路计
关键词 振荡器 计数器 译码显示器 时钟
2
目录
1 设计任务和要求……………………………………………………………5 1.1 设计任务……………………………………………………………….5 1.2 设计要求……………………………………………………………….5
2 系统设计…………………………………………………………………….5 2.1 系统要求……………………………………………………………….5 2.2 方案设计……………………………………………………………….6 2.3 系统工作原理………………………………………………………….6
这里我用 555 定时器构成一个多谐振荡器其产生的频率为 100Hz,然后 经过整形、分频获得 1Hz 的秒脉冲。电路原理图如图 3.3
8
图 3.3 3.2.2 电路仿真结果如下图 3.4
图 3.4 由仿真图可知，产生的波形符合我们的标准，周期大约为 1 秒，大致可以做为秒 脉冲信号。
3.2.3 元件的选择
3
3.6 校时电路……………………………………………………………….14 3.6.1 电路结构及工作原理……………………………………………14 3.6.2 电路仿真…………………………………………………………14 3.6.3 元器件的选择及参数确定………………………………………15
3.7 整点报时电路………………………………………………………….16 4 电路总体仿真………………………………………………………………16 5 电路安装、调试与测试……………………………………………………18
7
图 3.2 由仿真图可知，该电路可以得到 5V 的直流电源，因此可以做为整个系统的电源。
3.1.3 元件的选择
电网供给交流电压（220v 50HZ）经变压器降压后，得到符合电路需要的 交流电压，然后由整流桥经整流后变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电流， 然后有滤波电容滤去其中的杂波，并且可以抵消线路的电感效应防止产生自激震 荡，但是这样的直流电压还会随电网和负载的变化而变化，因此在该电路中又使 用了稳压芯片（7805）可以得到比较理想的直流电压，输出端的滤波电容的作用 是用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态效应。
6
满 60 后触发分计数器电路，分计数器电路计满 60 后触发时计数器电路，当计满 24 小时后又开始下一轮的循环计数。可以通过校时电路对分和时进行校时，且 具有整点报时功能，当时间到达整点前 10 秒开始，蜂鸣器将以 1 秒响 1 秒停的 形式响 5 次。
3.单元电路的设计 3.1 电源模块的设计 3.1.1 电路原理：
3.3 60 进制秒、分计数模块 3.3.1 工作原理
由以上 555 振荡器产生的频率为 100Hz 时钟信号经过 100 次分频后即可 产生 1Hz 的时钟信号，所以可以直接把所得的 1Hz 信号作为秒位计数器的时钟信 号。
计数方面选择具有计数功能的十进制计数芯片 74LS1600 芯片，采用反馈清零 方法，组成 60 进制的计数器，60 秒之后产生进位信号。进位信号做为分计数器 的脉冲。
U10、U11 共同构成秒、分计数器，它由两个 74LS160 构成六--十进制的计数 器，如图 2.3。U11 作为秒、分个位十进制计数器，它的复位输入~CLK 和置位输 入~LOAD 都接高电平，秒信号脉冲作为计数脉冲输入到 CLK 端，输出端 RCO 控制 U10 秒十位计数器的计数脉冲输入。QA、QB、QC、QD 作为秒个位的计时值送至秒 个位七段显示译码。
5
分、秒的计数器输出状态通过显示驱动电路，七段显示译码器译码，再经过六位 LED 七段显示器显示出来，校时电路采用开关和或门电路达到校时功能，由于机 械开关在工作时有时会产生抖动现象，造成校时错误，或者跳得比较多，或者比 较快，所以应加去抖电路。
2.2 方案设计
本电路系统由晶体振荡电路，时间计数电路，校时电路，译码驱动电路 组成。其中，时间计数电路用六个 74LS160 组成。校时电路主要由 74LS00P 组成 RS 触发器，而且加入消抖电路，达到了自动校时的效果，系统整体框架大致如 下：
5.1 电路安装………………………………………………………………18 5.2 电路调试………………………………………………………………18 5.3 系统功能及性能测试…………………………………………………18 5.3.1 测试方法设计………………………………………………………18 5.3.2 测试结果及分析……………………………………………………18 6 结论……………………………………………………… ……………….19 7 参考文献……………………………………………………………………19 8 总结、体会和建议…………………………………………………………19 附录： 元器件清单 电路原理图 实物图片
电子技术综合训练
设计报告
题目：
多功能电子钟的设计
姓名： 学号： 班级： 同组成员： 指导教师： 日期：
杜鹏 10020106 控制工程基地一班 宋峰 杨新华 2012 年 12 月 31 日星期一
1
摘要
数 字 钟 是 一 个 将 “ 时 ”，“ 分 ”，“ 秒 ” 显 示 于 人 的 视 觉 器 官 的计时装置。它的计时周期为 24 小时，显示满刻度为 23 时 59 分 59 秒。一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、” 计 数 器、译 码 器 及 显 示 器 组 成。由 于 采 用 纯 数 字 硬 件 设 计 制 作 ，与 传 统 的 机 械 表 相 比 ，它 具 有 走 时 准 ，显 示 直 观 ，无 机 械 传 动 装 置 等 特 点 。 本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时” 、“分”、“秒” 的 显 示 和 调 整 。通 过 采 用 各 种 集 成 数 字 芯 片 搭 建 电 路 来 实 现 相 应 的 功 能。具体用到了 555 震荡器，74LS160 十进制计数器及与非，与或非 等 门 集 成 芯 片 等 。该 电 路 具 有 计 时 、校 时 和 整 点 报 时 的 功 能 ，并 且 加 入了秒信号灯。
U10 作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位 U4 的控制， 其计数器使能端 CLK 与 U4 的输出端 C 相连接。当 U3 计数器计到 0110，即清零 信号到复位输入端时，QA、QB、QC、QD 输出的都是零。QA、QB、QC、QD 作为秒 十位的计时值送至秒十位七段显示译码。电路工作原理图如下：
4
1 设计任务和要求
设计制作一个数字电子钟指标： （1）小时计数电路采用 24 进制，从 00 开始到 23 后再回到 00；分和秒计数 电路采用 60 进制，从 00 到 59 后再回到 00. （2）各用 2 位数码管显示时、分、秒； （3）具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正 到标准时间； （4）计时过程具有报时功能，当时间到达整点前 10 秒开始，蜂鸣器 1 秒响 1 秒停地响 5 次； （5）为保证计时器的稳定性及准确性，由晶体振荡器提供时间基准信号 总体设计 该方案的优点是模块内部简单，基本不需要额外的电路，该方案结构简单， 模块间关系较明确，模块外不需使用较多门电路，但不利于功能扩充。
2 系统设计
下面将介绍数字电子钟的整个电路系统设计的过程。包括数字电子钟的设 计原理，设计方案的确定，数字电子钟的电路设计计算机仿真，电路的设计、 焊接与调试几大部分.
2.1 系统要求
根据任务书的要求可知，该数字电子钟的电路系统主要由电源模块、时钟信 号源，时、分、秒计数器，译码器、显示器电路、校时电路等组成。其中秒信号 产生器是整个系统的时基信号，一般多用 555 定时器来实现，将标准时基信号送 入秒计数器，秒计数器采用六十进制计数器，每累计六十秒发出一个“分脉冲” 信号，该信号将作为分计数器的计数脉冲，分计数器同样采用六十进制计数器， 每累计六十分钟，发出一个时脉冲信号，而该信号将被送到式计数器，时计数器 采用二十四进制计数器，可以实现对一天二十四小时的计时。译码显示电路将时、