简易数字电子钟的设计

姓名：何格 张炬刚 叶常挺 班级：测控071 学号：0702381018 指导老师：周利兵

摘要：数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。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。数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。与传统机械钟相比，它具有走时准确、显示直观无机械传动装置等优点。在数字显示方面，目前以有集成的记数、译码电路，他可以直观的驱动数码显示器件。也可直接采用CMOS-LED光电组合器件,构成模块式石英晶体数字钟。这些电路装置十分小巧,安装使用也方便,如果想实现大型光电数字显示,可以加一定的驱动电路,采用霓虹灯或白炽灯显示系统,做起来也不困难。

数字钟是以不同的计数器为基本单元构成的，它的用途十分广泛，只要有计时、计数的存在，便要用到数字钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。 关键词：电子钟 计数器 译码器 显示器

一、设计任务与要求

⑴由555定时器产生1HZ的标准秒信号，

⑵秒，分为00-59六十进制计数器，

⑶时为00-23二时四进制计数器，

⑷可以手动校正：能分别进行秒，分，时的校正。只要将开关置于手动位置，可分别对秒，分，时进手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。

二、方案设计与论证

1.时间脉冲产生电路

方案一： 由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。

＋5Vvo 方案二： 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数

字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。石英晶

体振荡器的作用是产生时间标准信号。因此，一般采用石英晶体振

荡器经过分频得到这一时间脉冲信号。

如图(2)所示为电子手表集成电路（如5C702）中的晶体振荡器电路，常取晶振的频率为32768Hz，因其内部有15级2分频集成电路，所以输出端正好可得到1Hz的标准脉冲。

2．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天的计数周期，分别组成两个六十进制（秒、分）、

一个二十四进制（时）的计数器。将这些计数器适当地连接，就可

以构成秒、分、时的计数，实现计时的功能。本实验采4位二进制

同步计数器http://40161是CMOS集成同步二进制计数器。异步

清零端CR,无论有无CP,计数器立即清零，同步预置端LD，在时钟

脉冲上升沿的作用下。Q3=D3，Q2=D2，Q1=D1，Q0=D0.计数使端

ETp=ETt=1,计数器计数. 秒计数电路可以由两位计数芯片构成,个

位是10进制计数,十位是6进制计数.将Q3和Q1通过一个与非门接

至清零端CR，当个位计数器计到1010(十进制10)时,计数器立即清

零。将Q3和Q0通过一个与门接至十位的使能端ETp和ETt，当个

位计数器计到1001（十进制9）时，会产生一个进位信号，使十位

计数器累加。分计数电路也可以由两位计数芯片构成。具体的做法

同秒钟相同，只是将十位的进位信号接至时计数电路的使端。时计

数电路是由两个CC40161构成的24进制计数器。将个位的Q3和Q1

通过一个与非门接至清零端CR,个位的Q3和Q0通过一个与门接至

十位的使能端。将十位的Q1和个位的Q2通过与非门分别接至十位

和个位的清零端CR。当计数到0010 0100（十进制24）时，十位和

个位同时清零。

3.译码和数码显示电路：译码和数码显示电路是将数字钟和计时状态直观清晰地

反映出来，被人们的视觉器官所接受。显示器件选用LED七段数码

管。在译码显示电路输出的驱动下，显示出清晰、直观的数字符号。

本设计所选用的是半导体数码管，是用发光二极管（简称LED）组

成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字形，

便构成了半导体数码管。半导体数码管有共阳极和共阴极两种类型。

共阳极数码管的七个发光二极管的阳极接在一起，而七个阴极则是

独立的。共阴极数码管与共阳极数码管相反，七个发光二极管的阴

极接在一起，而阳极是独立的。当共阳极数码管的某一阴极接低电

平时，相应的二极管发光，可根据字形使某几段二极管发光，所以

共阳极数码管需要输出低电平有效的译码器去驱动。共阴极数码管

则需输出高电平有效的译码器去驱动。

4.校时电路：实际的数字钟表电路由于秒信号的精确性不可能做到完全（绝对）

准确无误，加之电路中其它原因，数字钟总会产生走时误差的窒蟆

Ｒ虼耍 缏分芯陀Ω糜行Ｗ际奔涔δ艿牡缏贰?br> 本设计校时电

路是将各个位上的使能端引出接一个单刀双掷开关，一端（1端）

接低位的进位信号，另一端（2端）接+5V电压。校正某位上的时间

时，可以将相应位的开关接到2端，就能实现校时功 …… 此处隐藏：2849字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……