实验8 数字电子钟的设计

实验8 数字电子钟的设计

一、实验目的

1、学会综合运用常用电路单元设计数字系统 2、学会组装调试技术

3、完成数字钟的基本功能及扩展电路的设计任务 二、实验原理

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12小时，显示满刻度为12时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发现胡一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。“时计数器”采用12进制计时器，可实现对12小时的累计。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。

1、振荡器

振荡器的作用是产生时间标准信号。数字钟的精度就是主要取决于时间标准信的频率和稳定度。

2、计数器

根据计数周期分别组成两个60进制（秒、分）和一个12进制（时）的计数器。把它们适当连接可以构成秒、分、时的计数，实现计时功能。

六进制计数器

将六进制计数器和一片192级联构成六十进制计数器

特殊12进制计数器

3、译码和数码显示电路

译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。可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信号的驱动下，显示出清晰直观的数字符号。

4、校时电路

数字钟电路由于秒信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，又因为电路中其他的原因数字钟总会产生走时误差的现象。所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。

5、报时电路

当数字钟显示整点时，应能报时。要求当数字钟的“分”和“秒”计数器计到59分50秒时，驱动音响电路。

6、 原理框图

三、实验设备与器件

数字电路实验装置，74LS90、74LS192、74LS160、74LS161、555、晶振等常用数字电路集成电路，常用仪器，电脑，Multisim 11.0仿真软件等。 四、实验内容

1、根据原理图，构造六十进制和十二进制电路。计数器正常工作后，将其与实验台上的译码显示电路连接。要求能完成以下功能；

① 准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间

② 小时的计时要求为“12 翻 1”，分和秒的计时要求为 60 进位 2、根据原理图，连接成报时电路，要求能完成在59分51,53,55,57,59秒分别报时。

3、根据原理图，连接成校时电路，要求当电路发生误差时，可以完成正确校时。

4、根据总原理图，将各级电路连接起来，完成数字电子钟的功能。

五、实验结论

实验用6片74LS192，2片74LS00，1片4011连接好电路，设计成数字电子钟，实现了以下功能: 准确计时

校时功能，当电路发生误差时，用单次脉冲去控制校时电路，可以准确校时 整点报时功能，分别在59分51,53,55,57,59秒时，喇叭会发出嘀的一声 六、实验心得

本次的实验是要求自己设计的电子钟实验，更的成分是参考网络上的电路，我们这组用了基本一天的时间才把电路搭接完成，并且实现了基本功能，第一次基本搭接好了，已实验了校准功能，但是在做报时功能时电路出现问题，最后头昏脑胀后只能第二天从新开始了，从新把电路拆了搭过电路真的是件很痛苦的事情。但是在这次班级的同学帮助下改了自己的部分电路，在校时电路和报时电路上开始大家用的电路不同，后来借鉴了其他同学的电路使得更为的准确，这也造成了雷同的事。

七、总原理图

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