數(shù)字時鐘完整版教材

設計報告撰寫要求1.設計報告，報告中要包括以下幾部分內容：（1）封皮：設計題目，姓名、學號，班級，授課教師姓名【格式見后面附表】（2）寫明設計任務（3）寫出設計題目的原理框圖；（4）完成設計功能所選用的器件，及相應各器件的引腳排列圖和功能表；（5）畫出綜合邏輯電路圖；（6）用仿真軟件進行調試的調試過程（即：在調試時遇到了哪些實際問題，你是如何解決的）；（7）各人在本次設計中的體會和收獲。正文小四號宋體，1.5倍行間距。課程設計報告學生姓名:學院:學號：電氣工程學院電自1116班級:題目:數(shù)字時鐘設計指導教師：張光烈職稱:2013年7月4日一．設計要求多功能數(shù)字鐘具有時間顯示、鬧鐘設置、報時功能、校正作用。走時準確、顯示直觀、精度、穩(wěn)定等優(yōu)點。電路裝置十分小巧，安裝使用也方便。同時在日期中，它以其小巧，價格低廉，走時精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費的喜愛。數(shù)字鐘廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們日常生活中不可少的必需品，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應用，使得數(shù)字鐘的精度，遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關烘箱、通斷動力設備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。數(shù)字鐘已成為我們生活中不可缺少的必須品，廣泛的應用于家庭以及辦公室等公共場所。給我們生活、學習、工作、娛樂帶來了極大的方便。本次設計主要是采用555定時器提供定時脈沖，74160集成塊作為計時模塊，8段數(shù)碼顯示管作為顯示工具。應用電子工作平臺軟件來設計和仿真多功能數(shù)字鐘設計，并通過硬件實驗的調試來相互驗證實際結果。由振蕩器輸出穩(wěn)定的高頻脈沖信號作為時間基準,經(jīng)分頻振蕩器輸出標準的秒脈沖,秒計數(shù)器滿60向分計數(shù)器進位,分計數(shù)器滿60向小時進位,小時計數(shù)器按“12翻1”規(guī)律計數(shù)，計數(shù)器經(jīng)譯碼器送到顯示器；計數(shù)出現(xiàn)誤差可用校時電路進行校時、校分、校秒。并具有可整點報時與定時鬧鐘的功能。設計一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間和校時功能。擴展功能部分則具有：定時控制、、自動報整點時數(shù)和觸摸報正點的功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴展電路兩部分構成，在電路中，基本功能部分由主體電路實現(xiàn)，而擴展功能部電路實現(xiàn)。這兩部分都有一個共同特點就是它們都要用到振蕩電路提供的1Hz脈沖信號。在計時出現(xiàn)誤差時電路還可以進行校時和校分，為了使電路簡單所設計的電路不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時、分、秒，各位均為兩位顯示，擴展部分要有相應的響應電路。分則由擴展能按時鐘功能進行小時、分鐘、秒計時，能調時調分，能整點報時，使用3個2位數(shù)碼管顯示?？傮w設計1.時鐘顯示功能，能夠以十進制顯示“時”、“分”、“秒”。其中時為24進制，分秒為60進制。2.其他功能擴展：（1）設計一個電路實現(xiàn)時分秒校準功能。（2）鬧鐘功能，可按設定的時間鬧時。通過16~32開關控制。（3）設計一個電路實現(xiàn)整點報時功能等。在59分56秒、57秒、58秒、59秒輸出750Hz音頻信號，在59分59秒時輸出1000Hz信號，音頻持續(xù)1s，在1000Hz熒屏結束時刻為整點。（4）設計一個星期電路，0代表周日，123456代表周一到周六。(5)設計一個秒表電路，用以比賽計時。本階段的任務是根據(jù)任務要求進行模塊劃分，提出方案，并進行比較分析，最終找到較優(yōu)的方案。該方案的優(yōu)點是模塊內部簡單，基本不需要額外的電路，該方案結構簡單，模塊間關系較明確，模塊外不需使用較多門電路，但不利于功能擴充。2.設計功能要求基本功能：（1）時的計時要求為“12翻1”和24翻1，分和秒的計時要求為60進制（2）準確計時，以數(shù)字形式顯示時，分，秒的時間（3）校正時間擴展功能：（1）定時控制；（2）仿廣播電臺報時功能；（3）自動報整點時數(shù)；（4）觸摸報整點時數(shù)；(5)秒表電路，用以比賽計時(6）星期電路用以提示工作日和周末二．設計原理及框圖多功能數(shù)字鐘原理分析數(shù)字電子鐘主干電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器電路組成。秒信號產(chǎn)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分鐘，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”。“時計數(shù)器”可以選擇12或24進制計時器，可實現(xiàn)12或24小時的累計。通過六個LED顯示器顯示出來，計數(shù)出現(xiàn)誤差可用校時電路進行校時、校分、校秒。本次所設計的多功能數(shù)字鐘用到了555定時器、74160遞增集成計數(shù)器、EWB軟件。555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結合的中規(guī)模集成器件，74160是4位十進制同步加計數(shù)器多功能數(shù)字鐘原理框架如圖1-1所示，電路包括以下幾個部分：標準秒信號發(fā)生器、顯示電路、時分秒計數(shù)器、校時電路。根據(jù)設計要求首先建立了一個多功能數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1所示。主體電路擴展電路圖1由圖1可知，電路的工作原理是：多功能數(shù)字鐘電路由主體電路和擴展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴展電路完成數(shù)字鐘的擴展功能。振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號作為數(shù)字鐘的振源，再經(jīng)分頻器輸出標準秒脈