admin管理员组文章数量:1570336
2024年5月7日发(作者:)
目录
一、引言........................................................................................................................ 2
二、方案论证选择........................................................................................................ 3
2.1设计要求.................................................................................................................. 3
1.基本要求............................................................................................................. 3
2.发挥部分............................................................................................................. 3
2.2系统框图.................................................................................................................. 3
分钟+调整 ..................................................................................................................... 3
秒钟................................................................................................................................ 3
时钟+调整 ..................................................................................................................... 3
秒表................................................................................................................................ 3
闹钟功能........................................................................................................................ 3
定时报闹........................................................................................................................ 3
万年历功能.................................................................................................................... 3
三、电路仿真与设计.................................................................................................... 4
3.1核心芯片及芯片管脚图.......................................................................................... 4
3.2时、分计数电路模块设计...................................................................................... 4
3.3切换电路模块设计.................................................................................................. 5
3.4调整电路模块设计.................................................................................................. 6
(1)方案一:利用74125的三态。.................................................................. 6
(2)方案二:利用74162的置数端(LOAD),置数调整。 ........................ 7
3.5整点报时电路模块设计.......................................................................................... 8
3.6秒表电路模块设计.................................................................................................. 9
3.6定时报闹电路模块设计........................................................................................ 11
3.7万年历电路模块设计............................................................................................ 12
四、遇到的问题.......................................................................... 错误!未定义书签。
五、心得体会.............................................................................. 错误!未定义书签。
- 1 -
一、引言
电子钟亦称数显钟(数字显示钟),是一种用数字电路技术实现时、分、秒
计时的装置,与机械时钟相比,直观性为其主要显著特点,且因非机械驱动,具
有更长的使用寿命,相较石英钟的石英机芯驱动,更具准确性。电子钟已成为人
们日常生活中必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧院、办
公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大地方便。
相对于其他时钟类型,它的特点可归结为“两强一弱 ”:比机械钟强在观时显著,
比石英钟强在走时准确,但是它的弱点为显时较为单调。
数字钟的核心即数字电子技术课程中有关时序逻辑电路、组合逻辑电路的
内容。这些也是我们学电子的学生应该掌握的最基本知识。通过这次试验,不仅
可以加深我对数字电子技术课程的理解,也可以提高自己的动手能力以及实际问
题中解决问题的能力,培养对数字电子技术的兴趣。事实上,在制作的过程中,
我也确实收获了很多知识。在心得与体会中,我会着重描述。
- 2 -
二、方案论证选择
2.1设计要求
1.基本要求
(1)设计一个简易的数字钟,能按时钟功能进行小时、分钟、秒计时并显示时
间及调整时间。
2.发挥部分
(1)增加整点报时功能和星期计时。
(2)增加定时报闹功能。
(3)增加万年历功能。
(4)增加秒表功能,同时显示分为年、月、日、小时、分钟和秒、秒表显示。
2.2系统框图
秒钟
分钟+调整 时钟+调整
秒表
闹钟功能
定时报闹
万年历功能
- 3 -
三、电路仿真与设计
3.1核心芯片及芯片管脚图
3.2时、分计数电路模块设计
电路的的核心芯片是74LS160。74LS160是一个10进制加法计数器。时钟
到达24后清零。分钟到达60后清零。时钟Cp为分钟清零信号。分钟Cp为与
秒计数进位信号。
下图是秒计数电路设计图,左为秒十位,右为秒个位。用置零法计60进制。
同理,也可以用74160置零法计24进制。具体电路如下。
- 4 -
3.3切换电路模块设计
因为时分、秒、年、月日、秒表、闹钟共享一个显示屏。我通过计数器7490+
译码器74138组成一个顺序脉冲发生器,每次按动S7,产生一个脉冲,用来触
发74245三态门工作。其他时刻,其输出都为高阻。
如下图,顺序脉冲发生器生成的顺序脉冲通过IO2进入SEC_DISPLAY,触
发74125工作,从而使得电路显示秒。
同理,也可以显示时分、星期等等。
- 5 -
3.4调整电路模块设计
调整电路是数字钟不可缺少的部分,每当数字钟与实际时间不符时,需要根
据标准时间进行调整。当数字钟接通电源或者计时出现错误是,需要调整时间,
校时是数字钟应具备的基本功能。为了电路简单,只对时和分进行调整。调整电
路要求在小时调整时不影响分和秒的正常计数,在分调整时不影响秒和小时的计
数。时调整电路和分调整电路都是一致的。
调整电路我设计了两种方法。
(1)方案一:利用74125的三态。
方法是控制计数电路的输入端CLK,使用两个三态门选择是把秒进位信号
加入还是把调整的按键信号S1加入,S2用来控制调整和计数切换,由于两个三
- 6 -
态门U32A和U31A的使能端有效电平刚好相反,S1接地时为调整功能,S1接
VCC时为正常计数功能。
(2)方案二:利用74162的置数端(LOAD),置数调整。
模块SC7SC8内部如下图所示,用74126三态门控制ss端和4017的输出相
连,高电平时有效,向74160置数。SR2是用来控制置数时小时数不超过24,
分钟数不超过60.当置数达到所设上限时,SR2为高电平,给7490置零。
- 7 -
如上图,4017做顺序脉冲发生器,通过按键S10输出5个顺序脉冲,分别
表示计数、调整时高位、调整时低位、调整分高位、调整分低位。用S11控制
7490的输入时钟端,每次按下S11时,计数一次,并输出到74160的置数端,
即调整74160的数字加1.
3.5整点报时电路模块设计
我制作的整点报时是从每个小时的59分50秒开始鸣响,直至整点。为了符
合人们正常作息时间,每天的0点到6点不报闹。
首先,整点报时在7点到24点响,因此buzzer=高B(23、24点)+高A(10-19
点)+低C(8、9点)+低D’CBA(7点)。小时部分的电路设计如下:
其次,从每小时59分50秒开始鸣响,分钟和秒的电路设计分别如下:
- 8 -
3.6秒表电路模块设计
秒表模块的设计思路与秒模块类似,但是功能有所不同(电路如下图)。本
设计中,秒表能够进行如下功能:1.计数;2.暂停;3.清零;4.记录。S12是暂停
键,每次按下就能触发74160保持住现在的数字。S13是清零键,每次按下能够
使得74160清零。
- 9 -
- 10 -
3.6定时报闹电路模块设计
闹钟功能模块,是建立在时分调整模块基础上的。关键点在于使用同或门,
对时和分的每一位进行比较。当设定的时间和此时时间一样时,同或门输出为1,
蜂鸣器发出响声。此时数字钟还在继续计时,1分钟之后,设定时间和此时时间
不一样,同或门输出为0,蜂鸣器自动关闭。
- 11 -
3.7万年历电路模块设计
万年历功能模块的基础是74160为核心芯片的计数器和调整电路。其中年和
月、日的切换是利用之前所提到的切换电路。日的时钟信号由小时计数器的进位
信号而来,月和年依次是日和月的进位信号。
由于月分为大月、小月和平月,因此要分情况讨论。只有在大月(即1、3、
5、7、8、10、12月)才会令日在31日,日信号清零,月进位。而同理平月在
28日,小月在30日,日信号清零,月进位。通过卡诺图,可以求得大月=低位
(D’A+DC’B’A’)*高位0+低位D’C’A’*高位1,小月=低位(D’CA’+DC’B’A)*高位
0+低位D’C’BA’*高位1,平月=低位D’C’BA’*高位0.通过与非门等相连,即可
得到月份的不同情况。具体电路如下图。
- 12 -
注意由于月份和日期都是从1开始,因此计数器应该使用同步置数法。在获
得了月份中,大月、小月和平月的信号以后,把它们分别输给日计数器的31进
制、30进制和28进制。用三态门控制哪一个日期输出到显示屏上。具体电路如
下图。
- 13 -
因为闰年的规律是非百年,逢4年闰,百年,逢400年闰。当逢4年润时,
对于一个数来说,只要后两位能被4整除,这个数就能被4整除,因而看十位和
个位就可以了。当十位为奇数时,个位为2、6,则可以被4整除。当十位为偶
数时,个位为0、4、8,则可以被4整除。显而易见,当十位用8421BCD码表
示时,A=0,则十位为偶数,A=1,则十位为奇数。因此十位A=0,个位为2(0010)
或6(0110),或者十位A=1,个位为0(0000)、4(0100)、8(1000)时,为闰
年。当年份为整百时,即个位和十位DCBA=0000时,千位和百位应该是4的倍
数,和上面分析同理。因此可用与非或门来判断闰年。
- 14 -
版权声明:本文标题:数字电子钟设计报告(显示、调整、报时、万年历、闹钟、秒表) 内容由热心网友自发贡献,该文观点仅代表作者本人, 转载请联系作者并注明出处:https://www.elefans.com/xitong/1715095988a434890.html, 本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,一经查实,本站将立刻删除。
发表评论