多功能数字时钟实验报告.

重庆交通大学开放实验设计

重庆交通大学

项目名称：专业班级：学生姓名：小组成员：

开放性实验报告

（A类）

多功能数字钟电路设计 电子2班 何昕泽 何聪、范瑞

重庆交通大学开放实验设计

目录

多功能数字时钟设计 .......................................................... 3

摘要 .................................................................... 3 1.系统原理框图 .......................................................... 4 2.单元电路设计与仿真 .................................................... 5

2.1时间脉冲产生电路 ................................................ 5 2.2时间计数器电路 .................................................. 6 2.3 十二与二十四小时的切换 .......................................... 8 2.4校时电路 ........................................................ 8 2.5报时电路 ........................................................ 9 2.6电路总图 ........................................................ 9 3.PCB板的制作 ......................................................... 10

3.1 原理图的绘制 ................................................... 10 3.2 PCB的制作 ..................................................... 11 3.3 PCB图 ......................................................... 12 4.心得与体会 ........................................................... 12 附录 原件清单 .............................................................. 13 附件1 仿真电路图 .......................................... 错误！未定义书签。 附件2 电路原理图 .......................................... 错误！未定义书签。 附件3 PCB图 ............................................... 错误！未定义书签。

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多功能数字时钟设计

摘要

数字电子钟实际上是一个对标准频率（ 1Hz）进行计数的计数电路。

由振荡电路形成秒脉冲信号，秒脉冲信号输入计数器进行计数，并把累计结果以“时”、 “分”、“秒”的数字显示出来。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。

一般由振荡电路、计数器、数码显示器等几部分组成。

振荡电路：主要用来产生时间标准信号，由 NE555 组成的多谐振电路产生， 但是因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以一般采用石 英晶体振荡器。

分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需 一定级数的分频器进行分频。

计数器：有了“秒”信号，则可以根据 60 秒为 1 分， 24 小时为 1 天的进制， 分别设定“时”、“分”、“秒”的计数器，分别为 60 进制， 60 进制,24 进制计数 器，并输出一分，一小时的进位信号。

校时器：由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路 上加一个校时电路可以对分和时进行校时。

报时器：计时过程要具有报时功能，当 时间到达整点前 10 秒开始，蜂鸣器开始鸣叫。

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1. 系统原理框图

数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时 钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因 此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组 合逻辑电路和时序电路。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规 模集成电路可供选择。本设计采用 74LS160、带有译码器的数码管和适当的门电 路构成,可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时功能地实现。 设计一个数字计时器，可以完成 00:00:00 到 23:59:59 的计时功能，并在 控制电路的作用下具有快速校时、快速校分功能。 能进行正常的时分秒计时功 能。分另由六个数码管实现时分秒的计时。同时实现报时和闹钟的功能。 通过 Multisim10 软件平台，设计含小时，分钟，秒钟显示功能的数字时钟。

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2.单元电路设计与仿真 2.1时间脉冲产生电路

直接用NE555产生1HZ的秒脉冲，由计算公式可知如果R1=15k,R2=68K,c=10uF, 就可以产生秒脉冲，电路如图

利用NE555多谐振荡器，优点： 555内部的比较器灵敏度较高，而且采用差 分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度变化的影响很小。缺点：要精确 输出1Hz脉冲，对电容和电阻的数值精度要求很高，所以输出脉冲既不够准确 也不够稳定。

所以在实际应用中多用石英晶体产生32768HZ的频率，然后经过CD4060的十四分频，再用74LS74二分频，就可以产生1HZ精准的脉冲。

但是在仿真时， 1HZ 的频率太慢了，在实际中得到的时间不是 1S 计数一 次，所以仿真都是用函数发生器代替，所以在数字电子钟的电路图中没有振 荡器。

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3.2 PCB的制作

在protel99se里先画好各个元件的封装，然后更新PCB图。

检查各条线路的连接，注意VCC和GND的连接，然后自动布线，得到PCB图。

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3.3 PCB图

见附件2和附件3

4.心得与体会

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 总的来说，这次设计的数字时钟还是比较成功的，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的辛勤的指导下，终于游逆而解，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论与实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心。最后，对给过我帮助的组员和老师表示忠心的感谢！

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附录 原件清单

Part Type CAPACITOR CAPACITOR DPY_7-SEG DPY_7-SEG DPY_7-SEG DPY_7-SEG DPY_7-SEG DPY_7-SEG SPEAKER RESISTANCE RESISTANCE SW-SPDT SW-SPDT SW-SPDT 74L46 74L46 74160 74160 74LS10 74L46 74L46 74L46 74L46 74160 74160 74160 74160 74LS10 74LS30 74LS00 74L04 Designator C1 C2 DS1 DS2 DS3 DS4 DS5 DS6 LS1 R1 R2 S1 S2 S3 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 U11 U12 U13 U14 U15 U20 U21 Footprint RB.2/.4 RB.2/.4 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 1/4W AXIAL0.4 AXIAL0.4 SIP3 SIP3 SIP3 DIP16 DIP16 DIP16 DIP16 DIP14 DIP16 DIP16 DIP16 DIP16 DIP16 DIP16 DIP16 DIP14 DIP14 DIP14 DIP14 DIP14 Description 10uF 10uF 68k 15k 13

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课程设计与报告成绩评定

题目 多功能数字钟电路设计

姓 名： 何昕泽 学 号： 631326090217

专 业： 电子信息工程 班 级： 2班 14

2015 年 月

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导师对课程设计（论文）的评定：

评定项目 成绩 1 2 3 4 5 6 查阅文献资料的能力 设计所涉及的技术原理知识的掌握 分析问题和解决问题的能力 设计目标的实现情况 报告内容的规范性 对设计的阐述情况 总体评价

给定成绩：

指导教师签字：

年 月 日

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sza6.html