数字钟的设计与仿真

综合实践（论文）

题 目学 院专业班级学生姓名学生学号指导教师

数字钟

通信与电子工程学院

综合实践（论文）

摘要：本次设计主要是利用数字电路实验箱上的74LS160、555定时器、74LS00与七段显示译码器设计简易数字钟,实现准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。由于采用纯数字硬件设计制作，与传统机械表相比，它具有走时准、显示直观、无机械传动装置等特点。它的小时周期为12，分和秒的周期为60。 关键字：数字时钟 时计数器 分计数器 秒计数器 校时器

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综合实践（论文）

目 录

摘要： ......................................................................................... I

第1章绪论 .................................................................................... 1

1.1 设计要求 ......................................................................... 1 1.2 设计任务 ......................................................................... 1 第2章总体框图 .............................................................................. 2

2.1 总体框图 .......................................................................... 2 2.2 设计思路及模块功能 ........................................................... 2 第3章选择器件 .............................................................................. 3

3.1 74LS160（本实验需要6片） ................................................... 4 3.2 74LS04（本实验需要1片） .................................................... 6 3.3 74LS00（本实验需要2片） .................................................... 7 3.4 74LS20（本实验需要1个） .................................................... 8 3.5 LED（本实验需要6个） ........................................................ 9 3.6 三极管8099（本实验需要1个） ............................................. 11 3.7 小灯泡（本实验需要1个） ................................................... 11 第4章功能模块 ............................................................................. 13

4.1 秒脉冲发生器 ................................................................... 13 4.2 计数译码显示 ................................................................... 13 4.3 整点报时电路 ................................................................... 17 第 5章总体设计电路图 ..................................................................... 19 结论 .......................................................................................... 21 参考文献 ..................................................................................... 22 附录 .......................................................................................... 23

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第1章 绪论

1.1 设计要求

能进行正常的时，分，秒计时功能，分别由6个数码管显示24h,60min,60s. Sb键进行校时：按下Sh键时，时计数器一秒速度递增，并按24循环，记满23后再回00.

Sm键进行校分：按下Sm键时，分计时器以秒速度递增，并按60计数循环，记满59后再回00，但不能向“时”进位。

Sc键进行秒清零：按下Sc键时，可对秒清零。

扬声器整点报时：当计时器达59'51、59'53、59'55及59'57时，鸣叫声频率为500Hz；到达59'59是为最后一声整点报时，频率为1k Hz。

1.2 设计任务

按具体要求设计出各部分电路图，并画出整体电路图。

利用multisim软件对可编程器件进行设计输入、设计仿真和器件编程，使器件具有所规定的逻辑功能。

安装调试所设计的电路，使之达到技术指标要求。 分析实验结果，写出设计说明书。

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第2章 总体框图

2.1 总体框图

图2-1总体框架

2.2 设计思路及模块功能

根据设计任务与要求，得出总设计思路：由秒脉冲发生器产生的秒脉冲信号送入秒计数器电路，秒计数器电路计满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。通过校时电路可以对分和时进行校时。

（1）秒脉冲发生器。

秒脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字的计时准确度。下图是采用555定时器组成的多谐振荡器，改变电阻和电容调整振荡器输出信号的频率，使其发出1kHZ脉冲。

（2）分频电路。

分频器的功能有两个：一是产生标准脉冲信号；二是提供整点报时电路用的1kHZ的高音频信号和500HZ的低音频信号。因为74LS90是二-五-十进制计数器，所以3片级联就可以获得所需频率信号：第1片的QA端输出频率为500HZ，第二片的QD端输出频率为10HZ，第三片的QD端输出为1HZ。

（3）时间计数器。

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