数字钟电路
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数字电子钟电路数字电子钟电路是一种基于数字电路原理和逻辑组合设计的,能够以数字形式显示时间的电路。
数字电子钟电路是数字电路领域中的一个重要应用,被广泛应用于家庭、办公室和公共场所等各种场合。
数字电子钟电路主要由计时器、数码管、闹钟控制电路、温度补偿电路、供电电路等部分组成。
其中,计时器是整个电路的核心部件,它通过内部的振荡电路产生基准脉冲,在时钟信号的控制下实现时间计数;数码管用于显示时间的小时、分钟数和秒数等信息;闹钟控制电路用于设置闹钟并提示;温度补偿电路可以根据环境温度变化对时钟速度进行自动修正,确保时钟的准确性;供电电路提供电源支持。
在数字电子钟电路中,最核心的部分是计时器。
现代计时器通常以晶体振荡器为基准脉冲源,利用基准脉冲生成器产生出一定的脉冲信号,并通过计数器的计数电路记录下来。
具体的计数方式可以是二进制计数或BCD码计数。
这样,就可以按照一定的时间间隔通过数码管来显示出所计算出来的时间信息。
数码管是另一个关键的组成部分,它用于将计时器产生的数字信号转化为电子数字,从而能够方便地呈现在屏幕上。
现在常用的数码管有共阴、共阳的两种类型。
共阴数码管在显示时,需要输出低电平信号,而共阳数码管则需要输出高电平信号。
除了晶体振荡器、计数器和数码管等基本组件外,数字电子钟电路还包括闹钟功能和温度补偿控制。
闹钟功能通常是通过加入闹钟电路实现的,它可以让使用者设置一个特定的时间,并在到达设定时间时提示。
温度补偿控制能够自动校正计时器中出现的偏差,确保计时准确性。
在数字电子钟电路中,供电电路也是一个重要的部分。
为了确保数字电子钟的正常工作,需要为其提供稳定的电源,通常采用直流电源或交流电源,以保证数字电子钟能够持续有效的工作。
综上所述,数字电子钟电路是一种基于数字电路原理和逻辑组合设计的,能够以数字形式显示时间的电路。
它的主要组成部分包括计时器、数码管、闹钟控制电路、温度补偿电路和供电电路等。
数字电子钟电路是现代化生活中不可或缺的一部分,在各种场所得到广泛应用,它的发展和应用,对数字电路技术发展起到了重要的推动作用。
概述:加入世贸组织以后,中国会面临激烈的竞争。
这种竞争将是一场科技实力、管理水平和人才素质的较量,风险和机遇共存。
于是老师在单片机理论课程学习的基础上,为我们安排了一个涉及MCS—51单片机多种资源应用及具有综合功能的电子时钟设计。
1引言《单片原理及应用》是一门技术性、应用性很强的学科,实践教学是它的一个极为重要的环节。
不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试,都离不开实验教学。
如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫,单凭课堂理论课学习,势必出现理论与实践脱节的局面。
任随书本上把单片机技术介绍得多么重要、多么实用多么好用,同学们仍然会感到那只是空中楼阁,离自己十分遥远,或者会感到对它失去兴趣,或者会感到它高深莫测无从下手,这些情况都会令课堂教学的效果大打折扣。
本次仿真设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS—51单片机都种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用,使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,同时在软件编程、排版调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高,为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
该电子时钟不但具有定时作用还有温度采集作用。
定时部分可以显示时、分、秒,而且用按键还可以实现时间的调整和闹铃的设定。
温度采集部分实现环境温度数据的采集。
在上一学期进行的EDA课程设计中,同学们完成了单片机数据采集与定时系统的硬件电路设计。
本次综合实践是在此基础上,焊接制作电路板,完成该系统的软件设计与调试。
待仿真成功后,再将程序烧写入单片机中。
一、设计目的:1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解数字钟的组成及工作原理。
4、熟悉数字钟的设计与制作。
二、设计要求:1、时间以24小时为一个周期。
数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明数字时钟是现代生活中常见的时间显示工具,它通过使用数字来表示小时和分钟。
而数字时钟的核心组成部分则是由各个数字显示单元电路组成的。
在本文中,我将为您介绍数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明,希望能帮助您更深入地了解数字时钟的工作原理。
我们需要了解数字时钟的基本原理。
数字时钟使用了七段显示器来显示数字,每个数字由七个LED(Light Emitting Diode)组成,分别表示了该数字的不同线条。
为了控制七段显示器显示特定的数字,我们需要设计相应的驱动电路。
1. 数字时钟的驱动电路设计方案a. 时钟信号生成器:数字时钟需要一个稳定的时钟信号来驱动各个单元电路,通常使用晶振电路来生成精确的时钟信号。
b. 时分秒计数器:用于计数时间,并将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。
时分秒计数器可以使用计数逻辑电路来实现,其中包括触发器和计数器芯片等。
c. 译码器:译码器用于将计数器输出的二进制数据转换为可以驱动七段显示器的控制信号。
根据不同的数字,译码器会选通对应的七段LED。
2. 数字时钟的各单元电路原理说明a. 时钟信号生成器的原理:晶振电路通过将晶振与逻辑电路相连,通过振荡来生成稳定的时钟信号。
晶振的振荡频率决定了时钟的精确度,一般使用32.768kHz的晶振来实现。
b. 时分秒计数器的原理:时分秒计数器使用触发器和计数器芯片来实现,触发器可以保存二进制的计数值,并在时钟信号的作用下进行状态切换。
计数器芯片可以根据触发器的状态进行计数和重置操作。
c. 译码器的原理:译码器根据计数器输出的二进制数据选择对应的七段LED。
七段LED通过加电来显示数字的不同线条,然后通过译码器的工作,将二进制数据转换为驱动七段LED的信号。
通过以上的设计方案和原理说明,我们可以更好地理解数字时钟各单元电路的工作原理。
数字时钟通过时钟信号生成器来提供稳定的时钟信号,时分秒计数器记录并计算时间,译码器将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。
做成时钟,并不难,把十进改成6进就行了如下:1,震荡电路的电容用晶震,记时准确.2, 时:用2块计数器,十位的用1和2(记时脚)两个脚.分:用2块计数器,十位的用1,2,3,4,5,6,(记时脚)6个脚.秒:同分.评论:74系列的集成块不如40系列的,如:用CD4069产生震荡,CD4017记数,译码外加.电压5V.比74LS160 74LS112 74LS00好的.而且CD4069外围元件及少.如有需要我可以做给你.首先需要产生1hz的信号,一般采用CD4060对32768hz进行14分频得到2hz,然后再进行一次分频。
(关于此类内容请参考数字电路书中同步计数器一章)(原文件名:4060.JPG)一种分频电路:(原文件名:秒信号1.JPG)采用cd4518进行第二次分频另一种可以采用cd4040进行第二次分频第三种比较麻烦,是对1mhz进行的分频(原文件名:秒信号2.JPG)介绍一下cd4518:CD4518,该IC是一种同步加计数器,在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器,其功能引脚分别为1~7和9~{15}。
该计数器是单路系列脉冲输入(1脚或2脚;9脚或10脚),4路BCD码信号输出(3脚~6脚;{11}脚~{14}脚)。
此外还必须掌握其控制功能,否则无法工作。
手册中给有控制功能的真值(又称功能表),即集成块的使用条件,如表2所示。
从表2看出,CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端应接高电平“1”,若用时钟下降沿触发,信号由EN端输入,此时CP端应接低电平“0”,不仅如此,清零(又称复位)端Cr也应保持低电平“0”,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态,若不满足则IC不工作。
计数时,其电路的输入输出状态如表3所示。
值得注意,因表3输出是二/十进制的BCD码,所以输入端的记数脉冲到第十个时,电路自动复位0000状态(参看连载五)。
另外,该CD4518无进位功能的引脚,但从表3看出,电路在第十个脉冲作用下,会自动复位,同时,第6脚或第{14}脚将输出下降沿的脉冲,利用该脉冲和EN端功能,就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。
摘要数字钟是一种用数字电路技术实现日、时、分、秒计时的装置,与传统的机械式时钟相比,具有更高的准确性和直观性,且无机械传动装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用.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。
本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟.要点在于用555芯片连接成输出1000秒的多谐振荡器,然后经过74LS90构成的分频器输出1HZ的秒脉冲,用74LS160(10进制计数器)连接成60和24进制的计数器,再通过七段数码管显示,外加上校时电路,整点报时电路即构成了简单数字钟。
扩展电路可实现定点报时功能。
关键字:多谐振荡器;分频器;计时电路;闹钟电路;校时电路;整点报时电路目录1 设计内容及要求 01。
1设计目的 01.2设计内容和要求 01。
3创新部分 02 系统总体设计方案 02.1 数字时钟的组成 02。
2原理分析 02.3基本逻辑功能框图 (1)3 器件选择 (1)3。
1 555集成定时器 (1)3.2 74LS160 (2)3.3 LED显示屏 (4)3.4 4位十进制同步可逆计数器74LS90 (4)3.5 4位数值比较器74LS85 (6)4 数字时钟的电路设计 (7)4。
1 时钟振荡电路 (7)4.1.1 555多谐振荡器产生1KHz (7)4。
1。
2 时钟信号发生电路 (8)4.1.3 时钟振荡电路的Multisim仿真 (9)4。
2 分频器电路 (9)4.3秒脉冲发生器电路 (11)4.4 分脉冲发生器电路 (11)4。
5 时脉冲发生器电路 (12)4。
6 校时电路 (13)4.7 整点报时电路 (14)4。
8闹钟功能电路 (15)4.9 数字时钟总仿真电路图 (17)5 心得体会 (18)5.1 关于数字时钟的心得体会 (18)5。
2 关于收音机的焊接与调试心得体会 (19)参考文献 (20)1 设计内容及要求1.1设计目的使学生对电子的一些相关知识有感性认识,加深电类有关课程的理论知识;;掌握电子元件的焊接、电气元件的安装、连线等基本技能,培养学生阅读电气原理图和电子线路图的能力。
数字钟电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握数字钟电路的基本原理,理解时钟信号的产生与分配,以及数字电路中各类元器件的功能与作用。
2. 使学生了解数字钟电路的常见故障及其排除方法,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3. 引导学生运用所学知识,设计并搭建一个简单的数字钟电路。
技能目标:1. 培养学生动手操作能力,学会使用示波器、信号发生器等实验仪器,进行数字钟电路调试。
2. 培养学生具备初步的电路设计能力,能够根据实际需求选择合适的元器件,绘制原理图和PCB图。
3. 提高学生的团队协作能力,学会在小组合作中分享观点、交流经验,共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其探索精神,使其乐于学习、主动学习。
2. 培养学生具备良好的科学素养,认识到科技发展对社会进步的重要性,增强社会责任感和使命感。
3. 引导学生关注环保、节能等社会热点问题,在设计过程中充分考虑电路的可靠性和实用性,形成绿色环保意识。
本课程针对电子技术相关专业的高中生,充分考虑学生的年龄特点、知识水平和实际需求。
课程目标既注重知识的传授,又强调技能的培养和情感态度价值观的塑造,旨在使学生通过本课程的学习,掌握数字钟电路的相关知识,提高实践操作能力,培养科学素养和团队协作精神。
同时,课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字钟电路基本原理- 时钟信号的产生与分配- 数字电路元器件:晶体振荡器、计数器、译码器、显示器件等- 数字钟电路的组成与工作原理2. 数字钟电路设计与搭建- 电路设计方法与步骤- 原理图与PCB图绘制- 元器件选型与采购- 电路搭建与调试3. 数字钟电路故障分析与排除- 常见故障现象及原因- 故障排查方法与技巧- 故障处理实例分析4. 实验教学与技能培养- 使用示波器、信号发生器等实验仪器- 电路焊接与调试技巧- 团队协作与沟通交流5. 教学内容安排与进度- 第1周:数字钟电路基本原理学习- 第2周:电路设计与搭建- 第3周:电路调试与故障排除- 第4周:总结与评价本教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,系统地组织了数字钟电路的理论知识与实践操作。
情境3任务1数字钟的设计与制作一、工作原理1、计时电路:计时电路共分三部分:计秒、计分和计时。
其中计秒和计分都是60进制,而计时为24进制。
⑴计秒、计分电路●个位向十位的进位实现。
用两片74LS90异步计数器接成一个异步的60进制计数器。
所谓异步60进制计数器,即两片74LS90的时钟不一致。
个位时钟为1HZ方波来计秒,十位计数器的时钟信号需要从个位计时器来提供。
进位信号的要求是在十个秒脉冲中只能产生一个下降沿,且与第十秒的下降沿对齐。
只能从个位计数器的输出端来提供,不可能从其输出端来找。
而计数器的输出端只有Q0、Q1、Q2、Q3四个信号,要么是其中一个,要么是它们之间的逻辑运算结果。
●六十进制的实现。
当计秒到59时,希望回到00.此时个位正好是计满十个数,不用清零即可自动从9会0;十位应接成六进制,即从0-5循环计数。
用异步清零法,当6出现的瞬间,即Q3Q2Q1Q0=0110时,同时给R0⑴和R0⑴高电平,使这个状态变成0000,由于6出现的时间很短,被0取代,接线如图一所示:图一当十位计数到6是时,输出0110,其中正好有两个高电平,把这两个高电平Q2和Q1分别接到74LS90的R0⑴和R0⑴端,即可实现清零。
一旦清零,Q2和Q1都为0,不能再继续清零,恢复正常计数,直到下次再同时为1计分电路和计秒电路的是完全一致的,只是周期为1秒的时钟号改成周期为60秒即1分的时钟信号。
●秒向分的进位信号的实现计分电路的关键问题是找到秒向分的进位信号。
当秒电路计到59秒时,产生一个高电平,在计到60时变为低电平,来一个下降沿送给计分电路做时钟.计秒电路在计到59时的十位和个位的状态分别为0101和1001,把这四个1与起来即可,即十位的Q2和Q0,个位的Q3和Q0,与结果作为进位信号。
使用74LS20四入与非门串反向器构成与门,电路图如图二所示:图二2、计时电路用两片74LS90实现二十四进制计数器,首先把两片74LS90都接成十进制,并且两片之间连成具有十的进位关系,即接成一百进制计数器,然后再计到24时,十位和个位同时清零。
多功能数字计时器设计姓名:杨会章学号: 1004220242专业:通信工程学院:电光学院指导教师:2021-9-15目录一、设计内容简介 (3)二、电路功能设计要求 (3)三、电路原理简介 (3)四、各单元电路原理1、脉冲发生电路 (3)2、计时电路 (4)3、译码显示电路 (4)5、校分电路 (5)4、清零电路 (6)6、报时电路 (7)7、基本电路原理图 (8)8、动态显示原理 (9)9、动态显示原理图 (10)10、波形图 (11)五、实验中问题及解决办法 (11)六、附录 (12)1、元件清单 (12)2、芯片引脚图和功能表 (12)3、参考文献 (15)一、设计内容简介实验采用中小规模集成电路设计一个数字计时器。
数字计时器是由脉冲发生电路,计时电路,译码显示电路,和附加电路控制电路几部分组成。
其中控制电路由清零电路,校分电路和报时电路组成。
附加电路采用动态显示。
二、电路功能设计要求1、设计制作一个0分00秒~9分59秒的多功能计时器,设计要求如下:1)设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲(1HZ),为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号(1KHZ、2KHZ);2)设计计时电路:完成0分00秒~9分59秒的计时、译码、显示功能;3)设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零。
4)设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分。
(校分隔秒)5)设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音;即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音(频率1kHz),9分59秒发高音(频率2kHz);6)系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
7)可以增加数字计时器附加功能:定时、动态显示等。
三、电路原理简介32678Hz石英晶体振荡器产生的稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器、D触发器输出标准秒脉冲。
数字时钟电路各模块工作原理数字时钟电路各模块工作原理1. 引言数字时钟已经成为人们生活中不可或缺的一部分,它以数字形式显示时间,使我们能够方便地了解当前的时间。
本文将从简单到复杂、由浅入深地阐述数字时钟电路中各个模块的工作原理。
2. 电源模块•主要功能数字时钟电路的电源模块主要起到为整个电路提供稳定的电源电压和电流的作用。
•工作原理电源模块一般由变压器、整流电路和稳压电路组成。
变压器通过变压器原理将交流电转换为适用于电路的直流电,整流电路将交流电转换为脉冲电流,稳压电路则将脉冲电流稳定为恒定的电压和电流。
3. 时钟信号发生器模块•主要功能时钟信号发生器模块产生高频的时钟信号,并通过分频器将其分频,用于驱动后续的计数器和显示模块。
•工作原理时钟信号发生器模块一般由振荡电路、计数器和分频器组成。
振荡电路产生稳定的高频时钟信号,计数器对时钟信号进行计数并输出计数值,分频器将计数值进行分频得到固定频率的时钟信号。
4. 计数器模块•主要功能计数器模块用于记录经过的时钟脉冲个数,并将其转换为对应的数字显示。
•工作原理计数器模块一般由触发器、逻辑门和时钟信号控制电路组成。
触发器将时钟信号转换为数字形式的脉冲,逻辑门用于整合和处理触发器输出的脉冲信号,时钟信号控制电路控制触发器的触发时机。
5. 显示模块•主要功能显示模块接收计数器模块输出的数字信号,并将其显示为可识别的数字。
•工作原理显示模块一般由七段数码管或液晶显示屏等组成。
每个数字由若干个分段组成,不同的分段关闭或打开可以显示出不同的数字。
显示模块根据计数器输出的数字信号通过逻辑电路控制开关不同的分段。
6. 总结通过文章的介绍,我们了解到数字时钟电路主要由电源模块、时钟信号发生器模块、计数器模块和显示模块组成。
电源模块提供稳定的电源电压和电流,时钟信号发生器模块产生高频稳定的时钟信号,计数器模块记录时钟信号的个数并转换为数字显示,显示模块将计数器转换后的数字显示出来。
1 引言现代科技的不断发展,电子产品越来越向集成化和多功能方面发展。
人们对电子产品的要求也越来越高。
不论是学生还是工作者都离不开电子产品。
电子时钟在人们的生活中应用很广泛,由于其使用方便、价格低廉、性能稳定,非常受人们的欢迎.2 原理框图图2.1原理框图数字钟电路系统由主电路和扩展电路两大部分组成,其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成控制电路。
系统工作原理:由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准,经分频振荡器输出标准的秒脉冲,秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向小时进位,小时计数器按“12翻1”规律计数,计数器经译码器送到显示器;计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。
并具有可整点报时与定时闹钟的功能。
3 主体电路的设计3.1 振荡器晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号,可保证数字钟的走时准确及稳定。
数字显示的电子钟常使用晶体振荡器电路。
如图3.1所示为电子手表集成电路中的晶体振荡器,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。
晶体具有较高的频率稳定性及准确性,从而保证了输出频率的稳定和准确。
图3.1晶体振荡器电路3.2 分频器图3.2分频器电路分频器的功能主要有两个:一是产生标准脉冲信号,二是提供功能扩展电路所需要的信号。
选用中规模集成电路计数器74LS90可以完成上述功能。
如图3.2将三片74LS90进行级联因每片为1/15分频器,三片级联正好获得1HZ的标准脉冲。
有表1得,当74LS90接成BCD十进制计数器时,Q1的输出是输入脉冲CP的2分频,所以第一片74LS90的Q1输出脉冲频率为500HZ3.3 时分秒计数器分和秒计数器都是M=60的计数器,采用中规模集成电路十进制计数器至少需要两片,因为10〈M〈100。
他们的个位都是十进制器,而十位则是六进制计数器,其计数规律为00—01—02—…..—58—59—00。
一、实习目的通过本次实习,使学生掌握数字钟电路的设计与制作方法,熟悉数字电路的组成及工作原理,了解集成电路的引脚安排,掌握各芯片的逻辑功能及使用方法,提高动手能力和实际操作技能。
二、实习内容1. 数字钟电路原理及设计(1)数字钟电路原理数字钟电路主要由晶振、计数器、译码显示器、控制电路等组成。
晶振产生标准频率信号,经过计数器计数,然后由译码显示器显示时间。
控制电路负责对整个电路进行控制,如校时、报时等功能。
(2)数字钟电路设计本次实习采用74LS160、74LS90等集成电路进行设计。
具体电路如下:①晶振电路:选用32768Hz石英晶体振荡器,产生标准频率信号。
②计数器电路:采用74LS160计数器,构成24进制计数器,用于计时。
③译码显示器电路:采用共阴极LED显示器,显示时、分、秒。
④控制电路:采用74LS20与非门构成控制电路,实现校时、报时等功能。
2. 数字钟电路制作与调试(1)电路制作按照电路原理图,将元器件焊接在面包板上,注意焊接质量。
(2)电路调试①检查电路连接是否正确,无误后接通电源。
②观察LED显示器是否显示正常,若显示异常,检查电路连接。
③进行校时操作,调整时、分、秒,确保显示时间准确。
④进行报时功能测试,当时间到达整点前5秒,蜂鸣器发出蜂鸣声。
三、实习总结1. 通过本次实习,掌握了数字钟电路的设计与制作方法,了解了集成电路的引脚安排及逻辑功能。
2. 提高了动手能力和实际操作技能,培养了团队协作精神。
3. 了解了数字电路在实际应用中的重要性,为今后从事相关工作奠定了基础。
4. 发现了在制作过程中遇到的问题,如焊接质量、电路连接等,通过分析原因,找到了解决办法。
四、实习心得体会1. 在实习过程中,充分体会到理论知识与实践操作相结合的重要性。
只有将所学知识应用于实际,才能真正提高自己的动手能力。
2. 在遇到问题时,要善于分析原因,查找问题所在,积极寻求解决办法。
这样,不仅可以提高自己的解决问题的能力,还可以培养自己的耐心和毅力。
第
11章 数字电路综合案例
221
续表
4.校正电路
图11.5.5所示的校时电路由CMOS 电路和4只开关S 1~S 4组成,分别实现对日、时、分、秒的校准。
开关选择有“正常”和“校时”两挡。
校“日”“时”“分”的原理比较简单,当开关打在“校时”状态,秒脉冲进入个位计数器,实现校对功能。
校“秒”时,送入2Hz (0.5s )信号,可方便快速校对。
图中与非门电路可采用CD401l 实现。
图11.5.5 校正电路
5.整点报时
当计数到整点的前6s ,应该准备报时。
图11.5.6中当分计到59分时,将分触发器QH 置1。
而等到秒计数54s 时,将秒触发器置1,然后通过Q ,与QH 相“与”后再和1s 标准信号“与”而去控制低音喇叭鸣叫,直至59s 时产生一个复位信号,使Q 清0,停止低音鸣叫,同时59s 信号的反相又和Q 相“与”后控制高音喇叭鸣叫。
当计到分、秒从59:59→00:00时,鸣叫结束,完成整点报时。
6.鸣叫电路
鸣叫电路由高、低两种频率通过或门去驱动一个三极管,带动扬声器鸣叫。
1kHz 和500Hz 从晶振分频器近似获得,见图11.5.6中的CD4060分频器的输出端5Q 和6Q 。
5Q 输出频率为1024Hz 、6Q 为512Hz 。
7.数字钟整体电路
数字钟整体参考电路如图11.5.6所示。
目录前言: (4)1.设计目的 (6)2.设计功能要求 (6)3.电路设计1111111111 (6)3.1设计方案 (6)3.2单元电路的设计 (7)3.2.1 主体电路部分 (7)3.2.1.1 振荡电路 (8)3.2.1.2 计数电路 (12)3.2.1.3 校时电路 (17)3.2.1.4 译码与显示电路 (19)3.2.2扩展功功能电路的设计 (21)3.2.2.1定时控制电路 (21)3.2.2.2 仿广播电台正点报时电路 (23)3.2.2.3 自动报整点时数电路 (24)3.2.2.4 触摸报整点时数电路 (26)4.调试 (27)4.1主体电路部分 (27)4.2 扩展电路部分 (29)5.总结 (31)致 (32)参考文献 (33)附录 (34)1.设计目的设计一种多功能数字钟,该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。
其中,基本功能部分的有准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
扩展功能部分则具有:定时控制、仿广播电台正点报时、自动报整点时数和触摸报正点的功能。
数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成,在电路中,基本功能部分由主体电路实现,而扩展功能部电路实现。
这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。
在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分,为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。
并且要用数码管显示时、分、秒,各位均为两位显示,扩展部分要有相应的响应电路。
分则由扩展2.设计功能要求基本功能:(1)时的计时要求为“12翻1”,分和秒的计时要求为60进制(2)准确计时,以数字形式显示时,分,秒的时间(3)校正时间扩展功能:(1)定时控制;(2)仿广播电台报时功能;(3)自动报整点时数;(4)触摸报整点时数;3.电路设计3.1设计方案根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图,框图如图1所示。
主体电路扩展电路图1由图1可知,电路的工作原理是:多功能数字钟电路由主体电路和扩展电路两大部分组成。
数字钟校准电路原理数字钟校准电路是指一种用于校准数字钟准确显示时间的电路。
对于数字钟来说,准确的时间显示是至关重要的,而校准电路则可以确保数字钟的时间显示与标准时间保持同步。
本文将介绍数字钟校准电路的原理和工作方式。
数字钟校准电路的原理基于时钟信号的生成和校准。
其工作流程包括以下几个步骤:1. 时钟信号生成:数字钟校准电路首先需要生成一个准确的时钟信号。
一种常用的方法是使用晶体振荡器作为时钟信号源。
晶体振荡器具有高度稳定的频率特性,能够提供准确的时钟信号。
2. 校准信号接收:数字钟校准电路需要接收一个校准信号,该信号是由标准时间源(例如无线电信号)发出的准确时间信息。
这个校准信号可以是一个脉冲信号,每次脉冲都代表一个时间单位,例如一秒。
3. 比较和校准:接收到校准信号后,数字钟校准电路会将校准信号与本地生成的时钟信号进行比较。
如果两个信号有差异,校准电路将调整本地时钟信号的频率或相位,以使其与校准信号保持同步。
在数字钟校准电路中,常用的技术包括频率锁定环(PLL)和计数器。
频率锁定环是一种通过调整反馈回路中的元件来锁定输出频率与输入参考频率相同的电路。
在数字钟校准电路中,频率锁定环可以将本地时钟信号的频率与校准信号的频率保持一致。
当本地时钟信号的频率偏离正常范围时,频率锁定环会自动调整反馈回路中的元件,以使时钟信号的频率回归正常。
计数器是另一个常见的数字钟校准电路组件。
它可根据校准信号的脉冲数目来精确计量时间。
计数器与本地时钟信号同步工作,每当接收到校准信号的一个脉冲时,计数器就会加1。
通过比较计数器的值和本地时钟信号应该显示的时间,校准电路可以计算出时钟信号的偏差,并相应地调整频率或相位。
需要注意的是,数字钟校准电路不仅可以校准时钟信号的频率,还可以校准时钟信号的相位。
相位校准是指调整时钟信号的触发时刻,使其与校准信号的触发时刻保持一致。
通过精确的相位校准,数字钟可以准确地显示时间。
总结起来,数字钟校准电路的原理基于时钟信号的生成和校准。
数字钟电路原理
数字钟电路原理:
数字钟电路是一种基于集成电路的时钟系统,用于显示当前时间并提供时间计数功能。
该电路基于二进制计数原理,使用数字信号和时钟信号来实现时间的计数和显示。
数字钟电路的基本原理如下:
1. 时钟信号生成器: 数字钟电路需要一个精确且稳定的时钟信号来驱动计数器和显示器。
时钟信号生成器通常使用晶体振荡器来提供稳定的频率信号。
2. 二进制计数器: 数字钟电路使用二进制计数器来实现时间的计数。
计数器由若干个触发器组成,每个触发器可以存储一个二进制位。
计数器的位数决定了可以表示的最大时间范围。
3. 分频器: 为了将计数器的输出映射到实际的时间单位,数字钟电路通常使用分频器来将计数器的输出频率减小到合适的范围。
例如,将计数器的输出频率分频到1赫兹,即每秒钟产生一个脉冲。
4. 时分秒显示器: 数字钟电路使用时分秒显示器来展示当前时间。
每个时间单位通常由一个数码管来表示,该数码管可以根据输入的数字信号的不同状态显示不同的数字。
通过连接多个数码管,可以实现显示时、分、秒等时间单位。
5. 锁存器: 为了防止计数器计数过快导致显示器无法跟上,数字钟电路通常使用锁存器来在时钟信号的上升沿将当前计数值锁存,然后再将存储的值送给显示器去显示。
锁存器通常由触发器和逻辑门组成。
通过上述原理,数字钟电路可以实现精确、稳定地显示当前时间,并具备时间计数功能。
这使得数字钟成为了现代生活中不可或缺的设备。
数字钟电路图引言数字钟是一种通过电子电路来显示和计时的钟表。
它使用数字显示器来显示时间,并且可以提供准确的时间信号。
本文档将介绍一个基本的数字钟电路图,以帮助理解数字钟的工作原理。
电路图下面是一个基本的数字钟电路图:数字钟电路图数字钟电路图电路图中包含了以下主要组件: - 晶体振荡器:用于产生高精度的时钟信号。
- 分频器:将高频时钟信号分频为较低频率,用于驱动小时、分钟和秒钟的计数。
- 时钟计数器:用于计算当前的小时、分钟和秒钟。
- 数码管显示器:用于显示当前的小时、分钟和秒钟。
工作原理数字钟电路的工作原理如下:1.晶体振荡器产生高精度的时钟信号,并将其送入分频器。
2.分频器将高频时钟信号分频为较低频率,并将其送入时钟计数器。
分频器通常可以通过设置来调整分频比,以满足不同的计时需求。
3.时钟计数器按照设定的分频比进行计数。
通常,分频器的输出会触发时钟计数器进行加一操作。
4.当时钟计数器的值达到预设的上限时,它会从零重新开始计数,并触发下一个级别的计数器进行加一操作。
5.数码管显示器接收来自时钟计数器的计数值,并将其转换为相应的数字进行显示。
注意事项在设计和构建数字钟电路时,有一些注意事项需要注意:1.选择适当的晶体振荡器和分频器以确保精确的时间计算和显示。
2.使用适当的逻辑门和电路元件来实现分频和计数功能。
3.确保电路的电源稳定,以免影响时钟信号的准确性。
4.考虑使用按键或旋钮等控件来调整时间和设置闹铃等功能。
结论数字钟是一种使用电子电路来显示和计时的钟表。
本文介绍了一个基本的数字钟电路图,以帮助理解数字钟的工作原理。
通过选择合适的电路元件和配置参数,可以设计和构建各种不同功能和精度的数字钟。
希望这篇文档对理解数字钟的工作原理有所帮助。
参考文献•参考文献 1•参考文献 2以上是一个基本的数字钟电路图的Markdown文档。
你可以根据需要对文档进行编辑和扩充。
数字时钟的AD纯数字电路设计需要使用数字逻辑元件来实现。
以下是一个简单的数字时钟AD纯数字电路设计步骤:
1. 产生频率为1Hz的矩形波:使用一个频率为1Hz的振荡器,可以采用RC振荡电路或石英晶体振荡器来实现。
2. 数字钟的“时”设计:使用一个24进制计数器来实现,计数器的计数序列从00、01、…、23、00循环。
当计数到23小时59分59秒时,再来一个秒脉冲,重新开始启动。
可以采用反馈置数或反馈清零法进行24进制计数。
3. 分、秒的设计:使用一个60进制计数器来实现,计数器的模是60,个位是十进制,十位是六进制。
计数器的计数规律是从00、01、…、59、00循环。
4. 译码显示:使用一个译码器将计数器的输出转换成七段数码管的信号,从而在数码管上显示时间。
5. 校时电路:使用一个比较器将当前时间与设定时间进行比较,当两者相同时,输出一个校时信号,使时钟自动调整到设定时间。
可以通过10s脉冲进行校正,也能手动产生单次脉冲校正至时/分计数器。
可以设置一变量来控制实现校正或正常计数。
以上是一个简单的数字时钟AD纯数字电路设计步骤,可以根据需要进行修改和优化。
数字钟校准电路原理
数字钟校准电路的原理是利用振荡器产生稳定的标准频率信号,作为数字钟的时间基准。
这个标准频率信号一般要求为1Hz的秒脉冲信号。
具体来说,数字钟校准电路由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、校时电路等部分组成。
首先,石英晶体振荡器产生一个32768Hz的时标信号,这个信号被送到15级分频器。
分频电路将时标信号分成1Hz的方波信号,即“秒”信号。
然后,“秒”信号送入计数器进行计数,并将累计的结果以
“时”“分”“秒”的数字显示出来。
具体来说,“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的60进制计数器电路来实现;“分”的计数与译码显示电路与“秒”电路相同;“时”的计数是由两级计数器和译码显示器主城24进制来实现。
所有的计时结果由6位数码管来显示。
此外,还设有校时电路用于分别对时、分、秒计数器进行调整校正。
校时电路可以手动调整,也可以通过自动校准方法实现。
以上信息仅供参考,建议查阅数字钟校准电路相关书籍或咨询专业人士获取更准确的信息。
情境3 任务1 数字钟的设计与制作
一、工作原理
1、计时电路:
计时电路共分三部分:计秒、计分和计时。
其中计秒和计分都是60进制,而计时为24进制。
⑴计秒、计分电路
●个位向十位的进位实现。
用两片74LS90异步计数器接成一个异步的60进制计数器。
所谓异步60进制计数器,即两片74LS90的时钟不一致。
个位时钟为1HZ方波来计秒,十位计数器的时钟信号需要从个位计时器来提供。
进位信号的要求是在十个秒脉冲中只能产生一个下降沿,且与第十秒的下降沿对齐。
只能从个位计数器的输出端来提供,不可能从其输出端来找。
而计数器的输出端只有Q0、Q1、Q2、Q3四个信号,要么是其中一个,要么是它们之间的逻辑运算结果。
●六十进制的实现。
当计秒到59时,希望回到00.此时个位正好是计满十个数,不用清零即可自动从9会0;十位应接成六进制,即从0-5循环计数。
用异步清零法,当6出现的瞬间,即Q3Q2Q1Q0 =0110时,同时给R0⑴和R0⑴高电平,使这个状态变成0000,由于6出现的时间很短,被0取代,接线如图一所示:
图一
当十位计数到6是时,输出0110,其中正好有两个高电平,把这两个高电平Q2和Q1分别接到74LS90的R0⑴和R0⑴端,即可实现清零。
一旦清零,Q2和Q1都为0,不能再继续清零,恢复正常计数,直到下次再同时为1 计分电路和计秒电路的是完全一致的,只是周期为1秒的时钟号改成周期为60秒即1分的时钟信号。
●秒向分的进位信号的实现
计分电路的关键问题是找到秒向分的进位信号。
当秒电路计到59秒时,产生一个高电平,在计到60时变为低电平,来一个下降沿送给计分电路做时钟.
计秒电路在计到59时的十位和个位的状态分别为0101和1001,把这四个1与起来即可,即十位的Q2和Q0,个位的Q3和Q0,与结果作为进位信号。
使用74LS20四入与非门串反向器构成与门,电路图如图二所示:
图二
2、计时电路
用两片74LS90实现二十四进制计数器,首先把两片74LS90都接成十进制,并且两片之间连成具有十的进位关系,即接成一百进制计数器,然后再计到24时,十位和个位同时清零。
计到的Q1=1,个位的Q2=1,应分别把这两个信号连接到双方芯片的R0⑴和R0⑵端。
如个位的Q2接到两个74LS90的R0⑴清零端,十位的 Q1接到两个74LS90的R0⑴清零端。
计时电路的个位时钟来自秒、分电路产生59分59秒两个信号相与的结果;电路如图三所示:
计分和计时电路可以先单独用秒脉冲调试,以节省时间。
联调试,可把秒脉冲的频率加大。
以上三部分电路接起来就是一个简单的无校时和报时的数字电路,电路如图四所示。
图四
3、校时电路
校时电路主要完成校时和校分。
选择校分时,拨动一次开关,分自动加一;选择校时时,拨动一次开关,小时自动加一。
校时校分应准确无误,能实现理想的时间校对。
校时校分应切断秒、分、时计数电路之间的进位连线。
校时电路如图五所示,由去抖动电路和选择电路组成。
图五
(1)去抖动电路
去抖动电路主要是由两个与非门构成的低电平触发有效的RS锁存器,SW1为校时开关。
拨动一个来回,在U16:B与非门的输出端产生一个稳定的下降沿。
(2)选择开关
SW2和SW3都拨东到左边,选择校时;SW2拨到右边、SW4拨到左边,选择校分;如果正常计数时,SW3和SW4都拨到右边,与校时电路断开关系。
4、整点报时
所谓整点报时,只报时不报分。
为了简化电路,每当计到59分50秒时开始报时,响一秒停一秒,正好响5次。
前四次为低音,最后一响为高音。
(1)报时信号开始
计到59分50秒时,分和秒计数器的状态如下:
分计时:Q3Q2Q1Q0=0101 分个位:Q3Q2Q1Q0=1001
秒十位:Q3Q2Q1Q0=0101
其中,计到59分的信号已有,如图四所示。
只需把它和计秒的十位中的Q2Q0相与作为开始报时的一个条件即可。
见图六,U17:A和U6:F组成的与非门即为报时开始信号。
图六
(2)报时锁存信号
用秒个位的计数器输出进位四高一低的报时锁存信号。
50-59秒之间秒个位的状态。
秒个位:Q3 Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
结合题目要求,通过这些状态的观察发现,秒个位的Q3和Q0逻辑与后,正好在秒个位计到1、3、5、7是时产生电平,0、2、4、6时产生低电平,可作为低四声报时的锁存信号;秒个位的Q3和Q0逻辑与后,正好在秒个位为9时产生高电平,可作高音的报时锁存信号,这样就产生了两个报时锁存信号。
(3)报时
把上诉分析得到的报时开始信号分别和两个报时锁存信号相与,产生两路报时锁存信号,如图六,上面一路为高音报时锁存,下面一路为低音报时锁存。
图中左面三个与非门实现的是与是与或逻辑。
上下两路报时锁存信号分别与1kHZ和500HZ的音频信号(20HZ-20KHZ)相与或来驱动数字喇叭,实现整点报时功能。
这里喇叭使用元件SOUNDER,它接受数字信号。
需要说明的是,调试时,可以把59分50秒这个报时开始信号直接用高电平取代,这样比较省时。
另外实际连接电路时,可以555定时器产生一个1HZ的方波,再经D触发器二分频得到500HZ的方波。
计时电路的1HZ方波也可由555定时器产生,但由于标准电阻和电容的选择会带来一些积累误差,也可选用其他更精确地振荡电路来实现。
完整的数字钟电路图为:
二、元器件列表
四、工作任务
1、用PROTEUS软件绘制电路并进行仿真。
2、用万能板制作抢答器电路。
3、设计秒脉冲电路,并说出工作原理。
4、简述74LS90的引脚功能及工作原理。
5、简述显示译码器引脚功能及工作原理。
五、测量与调试
1、测量
2、调试心得。
(1)秒脉冲电路调试
(2)计时电路调试(3)校时电路调试。