數字鍾設計電路圖

1. 用74LS160的數字鍾電路圖

用74LS160的數字鍾電路圖如下：

用電路元件符號表示電路連接的圖，叫電路圖。電路圖是人們為回研究、工答程規劃的需要，用物理電學標准化的符號繪制的一種表示各元器件組成及器件關系的原理布局圖。由電路圖可以得知組件間的工作原理，為分析性能、安裝電子、電器產品提供規劃方案。

在設計電路中，工程師可從容在紙上或電腦上進行，確認完善後再進行實際安裝。通過調試改進、修復錯誤、直至成功。採用電路模擬軟體進行電路輔助設計、虛擬的電路實驗，可提高工程師工作效率、節約學習時間，使實物圖更直觀。

2. 怎樣用數字電路設計一個數字時鍾

數字鍾電路是一個典型的數字電路系統,其由時,分,秒計數器以及校時和顯示電路組成.下面介紹利用集成十進制遞增計數器(74160)和帶解碼器的七段顯示數碼管組成的數字鍾電路.計數器74160和七段顯示數碼管的功能及使用方法在8.4節已有敘述.

1. 利用兩片74160組成60進制遞增計數器

利用兩片74160組成的同步60進制遞增計數器如圖9.4-1所示，其中個位計數器（C1）接成十進制形式。十位計數器（C2）選擇QC與QB做反饋端，經與非門輸出控制清零端（CLR』），接成六進制計數形式。個位與十位計數器之間採用同步級連方式，將個位計數器的進位輸出控制端（RCO）接至十位計數器容許端（ENT），完成個位對十位計數器的進位控制。將個位計數器的RCO端和十位計數器的QC、QA端經與們由CO端輸出，作進位輸出控制信號。當計數器狀態為59時，CO端輸出高電平，在同步級聯方式下，容許高位計數器計數。選擇信號源庫中的1HZ方波信號作為計數器的測試時鍾源。

因為秒與分計數均由60進制遞增計數器來完成，為在構成數字鍾系統時使電路得到簡化，我們將圖9.4-1虛線框內建立部分用子電路表示。具體操作過程如下：

在EWB主界面內建立圖9.4-1所示60進制計數器，閉合模擬電源，經過功能測試，確保計數器工作正常。選中虛線框內所示部分電路（Circuit）菜單中的創建子電路（Creat Subcircuit……）項，主界面內出現子電路設置對話框，在對話框內添入電路名稱（60C）後，選擇在電路中置換（Replace in Circuit）項，得用子電路表示的60進制遞增計數器如圖9.4-3所示。

2、用兩片74160組成24/12進制遞增計數器

圖9.4-4所示電路是由兩片74160組成的能實現12和24進制轉換的同步遞增計數器。圖中個位與十位計數器均接成十進制計數形式，採用同步級連方式。選擇十位計數器的輸出端QB和個位計數器的輸出端QC通過與非門NAND2控制兩片計數器的清零端（CLR』），利用狀態24反饋清零，可實現24進制遞增計數。若選擇十位計數器的輸出端QA與個位計數器的輸出端QB經過與非門NAND1輸出，控制兩片計數器的清零端（CLR』），利用狀態12反饋清零，可實現12進制遞增計數。敲擊Q鍵，使開關K選擇與非門NAND2輸出或NAND1輸出可實現24和12進制遞增計數器的轉換。該計數器可利用作數字鍾的時計數器。

為簡化數字鍾電路，我們將圖9.4-4所示的24/12進制計數器虛線框內電路轉換為子電路，轉換方法與上述60進制計數器相同。用子電路表的24/12進制同步計數器如圖9.4-5所示。

3. 數字鍾系統的組成

利用60進制和24/12進制遞增計數器子電路構成的數字鍾系統如圖9.4-6所示。在數字鍾電路中，由兩個譽虛60進制同步遞增計數器完成秒、分計數，由24/12進制同步遞增計數器實現小時計數。

秒、分、時計數器之間採用同步級連判悔方式。開關K控制小時的24進制和12進制計數方式選擇。為簡化電路，直接選用信號源庫中的方波秒脈沖作數字鍾的秒脈沖信號，讀者可自行設計獨立的秒脈沖源，例如；可利用555多諧振盪器產生的秒脈沖，或者採用石英晶體振盪器經分頻器產生秒脈沖。還可以在小時顯示的基礎上，增加上、下午或日期顯示以及整點報時等，這里不再贅述。

敲擊S和F鍵，可控制開關S和F 將秒脈沖直接引入時、分計數器，實現校時。

對於圖9.4-6所示數字鍾電路，若要進一步 簡化電路還可以利用子電路嵌套功能將虛線框內電路轉換為更高一級的子電路，我們將子電路命名為CLOCK，用高一級子電路表示的數字鍾電路如圖9.4-7所示。

今後在設計用到數字鍾作單元電路的系統時可直接引用該電路，使系統得到簡化。

圖1、數字電子鍾結構圖

2、秒鍾、分鍾計時電路的設計

利用集成十進制遞增計數器（74160）和帶主解碼器的七段顯示數碼管組成的數字鍾電路。計數器74160的功能真值表如圖2所示。

根據計數器74160的功能表真值表，利用兩片74160組成的同步六十進制遞增計數器如圖3示，其中個位計數器（CL）接成十進制形式。十位計數器（C2）選擇QC與QB做反饋端，經與非門（NEND）輸出控制清零端（CLR），接成六進制計數形式。掘虛正個位與十位計數器之間採用同步級連復位方式，將個位計數器的進位輸出控制端（RCO）接至十位計數器的計數計數器的計數容許端（ENT），完成個位對十位計數器的進位控制QC，QA端經過與門AND1和AND2由CO端輸出，作為六十進制的進位輸出脈沖信號，

圖二、同步十進制計數器74160真值表

當計數器計數狀態為59時，CO端輸出高電平，在同步級聯方式下，容許高位計數器計數。電路創建完成後，進行模擬實驗時，利用信號源庫中的1HZ方波信號作為計數器的時鍾脈沖源。

圖3、秒鍾/分鍾計時電路

因為秒鍾與分鍾技術均由六十進制遞增計數器來完成，為在構成數字鍾系統時使電路得到簡化，圖虛線框內的電路創建為子電路表示。具體操作過程如下：在EWB主界面內建立如示的六十進制計數器，閉合模擬電源開關，經過計數器功能測試，確定計數器工作正常，選中虛線框內所示部分電路後，再選擇電路菜單中創建子電路框內添入子電路名稱（分計時）後，選擇在電路中置換選項，得到用子電路表示的六十進制遞增計數器，即秒鍾/分鍾計時子電路，如圖4

圖4、分鍾計時子電路對話框

圖5、分鍾計時電路

四、24/12進制的能實現遞增計數器

24/12進制的能實現十二四進制的同步遞增計數器。如圖四。所示。圖中個位與十位計數器均接成十進制計數形式，採用同步級聯復位方試。 選擇十位計數器的輸出端Qb和個位計數器 輸出端Qc通過與非門NAND2的控制兩片計數器的清零端CLR，當計數器的輸出狀態為00100100時，立即解碼清零，實現二進制糹遞增計數器：若選擇十位二進制的輸出端Q a與個位計數器的輸出端Qb經與非門NAD1控制兩片計數器的清零端CLR，當計數器的輸出狀態為00100100時，立即解碼反饋為零，實現二十進制遞增計數器，若選擇十位計數器的輸出端Qb經與門NAND1控制兩片計數器的清零端CLR。當計數器的輸出端狀態為00010010時，立即解碼反饋為零，實現十二進制遞增計數，敲Q，開關Q 選擇與非門NAND2輸出和NA民NAND1輸出實現二十四進制遞增計數器的轉換。計數器用作數子鍾的計數器。

圖6、24/12二進制計時電路

為了簡化數子電子鍾的電路，需要將圖765的24/12二進制計數器的線框內電路轉換為子電路，方法與上面六二進制的分計數器一樣，用子電路表示24/12進同步計數器如圖7。

圖7、24/12計時電路

五、數字電子鍾系統的組成

利用六十進制和24/12進制遞增計數器子電路構成的數字電子鍾系統如圖8所示，在數字電子鍾電路中，由兩個六十進制同步遞增計數器分別構成秒鍾計時器和分計時器，級連夠完成秒 ，分計時、由24/12進制同步遞增計實現小時計數。秒、分、時計數器之間採用同步級連方式，開關（Q）控制小時的二十四進制和十二進制計數方式選擇，敲擊S和F鍵，可控制開關S和F將秒脈沖直接引入時，分計數器，實現時計數器和分計數器的校時。

對於圖所示數字電子鍾電路，為了進一步簡化電路，還可以利用子電路嵌套功能，將虛線框內電路轉換為更高一級的子電路，成為子電路數字電子鍾，用嵌套子電路表示的數字電子鍾電路如圖8所示

圖8、24/12進制計數電路

以上創建的各種子電路都已經存入自定義元器件庫中，在其他電子系統設計中需要時，可以直接調用這些子電路，使系統的設計更方便，更快捷。

訪真實驗時，可直接選用信號源庫中的方波秒脈沖作數字鍾的秒脈沖信號，作為一個設計內容，讀者可自行設計獨立的秒脈沖信號源，可利用555定時器組成多諧震盪器產生秒鍾脈沖信號，或者採用石英晶體震盪器經分頻器產生秒脈沖，脈沖頻率更穩定，計時誤差會更小，還可以在小時顯示的基礎上，增加上下午或日期顯示，整點報時電路以及作息時間提示電路等。

3. 急求多功能數字鍾的設計，要詳細的製作過程，需要購買的元件以及電路板的詳細電路圖！！！

多功能數字鍾設計一、
緒論 （一） 鍾表的數字化給人們生產生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鍾表原先的報時功能。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、定時啟閉電路、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，都是以鍾表數字化為基礎的。因此，研究數字鍾及擴大其應用，有著非常現實的意義。
本系統採用石英晶體振盪器、分頻器、計數器、顯示器和校時電路組成。由LED數碼管來顯示解碼器所輸出的信號。採用了74LS系列中小規模集成晶元。使用了RS觸發器的校時電路。總體方案設計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字鍾的基本功能,擴展電路完成數字鍾的擴展功能。論文安排如下： 1、緒論 闡述研究電子鍾所具有的現實意義。 2、設計內容及設計方案 論述電子鍾的具體設計方案及設計要求。 3、單元電路設計、原理及器件選擇 說明電子鍾的設計原理以及器件的選擇，主要從石英晶體振盪器、分頻器、計數器、顯示器和校時電路五個方面進行說明。 4、繪制整機原理圖 該系統的設計、安裝、調試工作全部完成
二、設計內容及設計方案 （一）設計內容要求 1、設計一個有「時」、「分」、「秒」（23小時59分59秒）顯示且有校時功能的電子鍾。 2、用中小規模集成電路組成電子鍾，並在實驗箱上進行組裝、調試。 3、畫出框圖和邏輯電路圖。 4 、功能擴展： (1)鬧鍾系統 (2)整點報時。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出750Hz音頻信號，在59分59秒時，輸出1000Hz信號，音像持續1秒，在1000Hz音像結束時刻為整點。 (3)日歷系統。 （二）設計方案及工作原理 數字電子鍾的邏輯框圖如圖1所示。它由石英晶體振盪器、分頻器、計數器、解碼器顯示器和校時電路組成。振盪器產生穩定的高頻脈沖信號,作為數字鍾的時間基準,然後經過分頻器輸出標准秒脈沖。秒計數器滿60後向分計數器進位,分計數器滿60後向小時計數器進位,小時計數器按照「24翻1」規律計數。計數器的輸出分別經解碼器送顯示器顯示。計時出現誤差時,可以用校時電路校時、校分。
三、單元電路設計、原理及器件選擇 （一）石英晶體振盪器 1、重要概念的解釋 (1) 反饋：將放大電路輸出量的一部分或全部，通過一定的方式送回放大電路的輸入端。 (2) 耦合：是指信號由第一級向第二級傳遞的過程。 2、石英晶體振盪器的具體工作原理 石英晶體振盪器的特點是振盪頻率准確、電路結構簡單、頻率易調整。它被廣泛應用於彩電、計算機、遙控器等各類振盪電路中。它還具有壓電效應：在晶體某一方向加一電場，晶體就會產生機械變形；反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現象稱為壓電效應。在這里，我們在晶體某一方向加一電場，從而在與此垂直的方向產生機械振動，有了機械振動，就會在相應的垂直面上產生電場，從而使機械振動和電場互為因果，這種循環過程一直持續到晶體的機械強度限制時，才達到最後穩定，這種壓電諧振的頻率即為晶體振盪器的固有頻率。 用反相器與石英晶體構成的振盪電路如圖2所示。利用兩個非門G1和G2 自我反饋，使它們工作在線性狀態，然後利用石英晶體JU來控制振盪頻率，同時用電容C1來作為兩個非門之間的耦合，兩個非門輸入和輸出之間並接的電阻R1和R2作為負反饋元件用，由於反饋電阻很小，可以近似認為非門的輸出輸入壓降相等。電容C2是為了防止寄生振盪。例如：電路中的石英晶體振盪頻率是4MHz時，則電路的輸出頻率為4MHz。
石英晶體振盪電路 (二)分頻器 1、8421碼制,5421碼制 用四位二進制碼的十六種組合作為代碼，取其中十種組合來表示0-9這十個數字元號。通常，把用四位二進制數碼來表示一位十進制數稱為二-十進制編碼，也叫做BCD碼，見表1。 表1 8421碼 5421碼 0 0000 0000 1 0001 0001 2 0010 0010 3 0011 0011 4 0100 0100 5 0101 1000 6 0110 1001 7 0111 1010 8 1000 1011 9 1001 1100 2、分頻器的具體工作原理 由於石英晶體振盪器產生的頻率很高，要得到秒脈沖，需要用分頻電路。例如，振盪器輸出4MHz信號，通過D觸發器（74LS74）進行4分頻變成1MHz,然後送到10分頻計數器（74LS90,該計數器可以用8421碼制，也可以用5421碼制），經過6次10分頻而獲得1Hz方波信號作為秒脈沖信號。
分頻電路 3、圖中標志的含義 CP——輸入的脈沖信號 C0——進位信號 Q——輸出的脈沖信號 (三)計數器 秒脈沖信號經過6級計數器，分別得到「秒」個位、十位，「分」個位、十位以及「時」個位、十位的計時。「秒」、「分」計數器為60進制，小時為24進制。 1、60進制計數器 (1) 計數器按觸發方式分類 計數器是一種累計時鍾脈沖數的邏輯部件。計數器不僅用於時鍾脈沖計數，還用於定時、分頻、產生節拍脈沖以及數字運算等。計數器是應用最廣泛的邏輯部件之一。按觸發方式，把計數器分成同步計數器和非同步計數器兩種。對於同步計數器，輸入時鍾脈沖時觸發器的翻轉是同時進行的，而非同步計數器中的觸發器的翻轉則不是同時。 (2)60進制計數器的工作原理 「秒」計數器電路與「分」計數器電路都是60進制，它由一級10進制計數器和一級6進制計數器連接構成，如圖4所示，採用兩片中規模集成電路74LS90串接起來構成的「秒」、「分」計數器。
60進制計數電路 IC1是十進制計數器，QD1作為十進制的進位信號，74LS90計數器是十進制非同步計數器，用反饋歸零方法實現十進制計數，IC2和與非門組成六進制計數。74LS90是在CP信號的下降沿翻轉計數，Q A1和 Q C2相與0101的下降沿，作為「分」（「時」）計數器的輸入信號，通過與非門和非門對下一級計數器送出一個高電平一（在此之前輸出的一直是低電平0）。Q B2 和Q C2計數到0110，產生的高電平一分別送到計數器的清零R0(1)， R0(2)，74LS90內部的R0(1)和R0(2)與非後清零而使計數器歸零，此時傳給下一級計數器的輸入信號又變為低電平0，從而給下一級計數器提供了一個下降沿，使下一級計數器翻轉計數，在這里IC2完成了六進制計數。由此可見IC1和 IC2串聯實現了六十進制計數。 其中：74LS90 可二/五分頻十進制計數器 74LS04 非門 74LS00 二輸入與非門
24進制計數器 小時計數電路是由IC5和IC6組成的24進制計數電路，如圖5所示。 當「時」個位IC5計數輸入端CP5來到第10個觸發信號時，IC5計數器自動清零，進位端QD5向IC6「時」十位計數器輸出進位信號，當第24個「時」(來自「分」計數器輸出的進位信號)脈沖到達時，IC5計數器的狀態為「0100」，IC6計數器的狀態為「0010」，此時「時」個位計數器的QC5和「時」十位計數器的QB6輸出為「1」。把它們分別送到IC5和IC6計數器的清零端R0(1)和R0(2)，通過7490內部的R0(1)和R0(2)與非後清零，從而完成24進制計數。
24進制計數電路 (四) 解碼與顯示電路 1、顯示器原理（數碼管） 數碼管是數碼顯示器的俗稱。常用的數碼顯示器有半導體數碼管，熒光數碼管，輝光數碼管和液晶顯示器等。 本設計所選用的是半導體數碼管，是用發光二極體（簡稱LED）組成的字形來顯示數字，七個條形發光二極體排列成七段組合字形，便構成了半導體數碼管。半導體數碼管有共陽極和共陰極兩種類型。共陽極數碼管的七個發光二極體的陽極接在一起，而七個陰極則是獨立的。共陰極數碼管與共陽極數碼管相反，七個發光二極體的陰極接在一起，而陽極是獨立的。 當共陽極數碼管的某一陰極接低電平時，相應的二極體發光，可根據字形使某幾段二極體發光，所以共陽極數碼管需要輸出低電平有效的解碼器去驅動。共陰極數碼管則需輸出高電平有效的解碼器去驅動。 2、解碼器原理（74LS47） 解碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義「翻譯」過來。實現解碼的邏輯電路成為解碼器。解碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應關系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形解碼器，它在這里與數碼管配合使用，表2列出了74LS47的真值表，表示出了它與數碼管之間的關系
輸 入 輸 出 顯示數字元號 LT(——) RBI(——-) A3 A2 A1 A0 BI(—)/RBO(———) a(—) b(—) c(—) d(—) e(—) f(—) g(—) 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄滅 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 (1)LT(——)：試燈輸入，是為了檢查數碼管各段是否能正常發光而設置的。當LT(——)=0時，無論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態，解碼器輸出均為低電平，若驅動的數碼管正常，是顯示8。 (2)BI(—)：滅燈輸入，是為控制多位數碼顯示的滅燈所設置的。BI(—)=0時。不論LT(——)和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態，解碼器輸出均為高電平，使共陽極數碼管熄滅。 (3)RBI(——-)：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設定的。當對每一位A3= A2 =A1 =A0=0時，本應顯示0，但是在RBI(——-)=0作用下，使解碼器輸出全為高電平。其結果和加入滅燈信號的結果一樣，將0熄滅。 (4)RBO(———)：滅零輸出，它和滅燈輸入BI(—)共用一端，兩者配合使用，可以實現多位數碼顯示的滅零控制。 3、解碼器與顯示器的配套使用 解碼是把給定的代碼進行翻譯，本設計即是將時、分、秒計數器輸出的四位二進制數代碼翻譯為相應的十進制數，並通過顯示器顯示，通常顯示器與解碼器是配套使用的。我們選用的七段解碼驅動器（74LS47）和數碼管（LED）是共陽極接法（需要輸出低電平有效的解碼器驅動）。
解碼顯示電路 （五）校時電路 1、RS觸發器基本RS觸發器 R(—) S(—) Q Q(—) 說 明 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0或1 1 1 0 1或0 1 置0 置1 保持原來狀態 不正常狀態，0信號消失後，觸發器狀態不定 2、無震顫開關電路 無震顫開關電路的原理：當開關K的刀扳向1點時，S(—)=0，R(—)=1，觸發器置1。S(—)端由於開關K的震顫而斷續接地幾次時，也沒有什麼影響，觸發器置1後將保持1狀態不變。因為K震顫只是使S(—)端離開地，而不至於使R(—)端接地，觸發器可靠置1。 當開關K從S(—)端扳向R(—)端時，有同樣的效果，觸發器可靠置0。從Q端或Q(—)端反映開關的動作，輸出電平是穩定的。 3、校時電路的實現原理 當電子鍾接通電源或者計時發現誤差時，均需要校正時間。校時電路分別實現對時、分的校準，由於4個機械開關具有震顫現象，因此用RS觸發器作為去抖動電路。採用RS基本觸發器及單刀雙擲開關，閘刀常閉於2點，每搬動一次產生一個計數脈沖，實現校時功能.

4. 跪求數字電子鍾邏輯電路設計

數字電子鍾邏輯電路設計

一、實驗目的：

1、掌握數字鍾的設計方法；

2、熟悉集成電路的使用方法。

二、設計任務和要求：

1、設計一個有「時」，「分」，「秒」（23小時59分59秒）顯示且有校時功能的電子鍾；

2、用中小規模集成電路組成電子鍾；

3、畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設計報告；

4、選做：①鬧鍾系統。②整點報時。③日歷系統。

三、方案選擇和論證：

1．分秒功能的實現：用兩片74290組成60進制遞增計數器

2.時功能的實現：用兩片74290組成24進制遞增計數器

3．定點報時：當分秒同時出現為0時，燈亮。

4.日歷系統：月跟日分別用2片74192實現，月份就接成12進制，日則接成31進制，星期由1片74192組成7進制，從星期一至星期天。

四、方案的設計：

1、可調時鍾模塊：

秒、分、時分別為60、60和24進制計數器。用兩片74LS290做一個二十四進制,輸入計數脈沖CP加在CLKA』端，把QA與與CPLB』從外部連接起來，電路將對CP按照8421BCD碼進行非同步加法計數。通過反饋端，控制清零端清零，其中個位接成二進制形式，十位接成四進制形式。其電路圖如下：

同理利用兩片74290組成的六十進制計數器，如下圖所示

將兩個六十進制的加法計數器和一個二十四進制的加法計數器進行級聯：將秒的十位進位脈沖接到分的個位輸入脈沖，將分的十位進位脈沖接到時的個位輸入脈沖，這樣就可以組成最基本的電路。

2.校時電路：

例如說時的校準，開關1上端接1HZ脈沖，下端接分的進位。當開關打到上端時電路進入校準功能，當開關打到下端時電路進入正常計時功能。其電路如總電路圖所示

3.整點報時：

分別用2個或非門接到分和秒的各輸出個節點處，再用一個與非門與報時燈鏈接，當輸出同時為零時，即整點時，報時燈就亮了，起到報時功能。本實驗使用LED發光（1s），其電路圖如下：

4.日歷系統：

月和日都用2片74192實現。月份功能則接成13進制，因為月份分日都是從1開始計起，所以要求從0001開始，到1101時，立刻清零，清零時應該切換到置數狀態，即將ABCD置1000，通過一個與非門鏈接到LOAD端置零，同時也將計數器置為0001的狀態。其電路圖如下所示

日功能74192三十一進制電路圖：

總電路圖：

四、電路調試：

調試這部分工作在EWB模擬軟體上進行。對於電路的調試應該分為幾個部分，分別對電路各個部分的功能都進行調試，之後，每連接一部分都要調試一次。

在實現日歷系統時，如月份需要顯示燈顯示1～31。一開始以為只把計數器鏈接成三十一進制即可，結果顯示燈只顯示0～30，沒有自己預期的結果。經過仔細思考，要把0去掉不顯示，從1開始顯示，而還要顯示31。經過查書，最後，知道開始需置數成0001狀態，到1000才清零，清零的同時回到置數0001狀態，通過多次鏈接、測試，終於實現了。

在實現校時功能過程中，由於之前想得太過復雜了，浪費了大量時間，最後，經過上網搜索，到圖書館查書，簡單的用了個開關連接到脈沖實現了。

5. 數字電子技術課程設計-------數字顯示電子鍾

《數字鍾設計報告》

指導老師：

姓名：
學號：

電子設計

一、 引言
大屏幕數字鍾套件採用6位數字（二十四小時制）顯示，格式為「時時：分分：秒秒」，電路板尺寸為330MM*70MM，是以前大屏幕數字鍾的改進版，解決了以前大屏幕數字鍾顯示數字「6」和「9」不美觀的現象；解決了發光二極體引腳焊盤間距過大容易插壞LED的現象；解決了用戶如果自己安裝外殼時，電源和外接調時開關不方便安裝的現象。純硬體電路，每個筆畫由三個LED組成，頻差為-200PPM的石英晶體定時，走時精度高。 工作電壓：交流5V—9V，直流6V—10V。
二、電源接線圖

三、板外接線圖

四、 總體設計
採用同步電路，匯流排結構，時鍾信號分別加到各個模塊，各個模塊功能相對獨立，主要功能集中在模塊內部，模塊功能較為獨立，模塊間連線簡單，易於擴展，本次設計採用此方案。
秒計數和分計數為60進制，時計數為24進制，為了簡化設計，秒和分計數採用同一單元。控制模塊有兩部分，一為實現調整切換，二為實現顯示切換。現對本方案中的各個主要功能模塊的介面定義如下：
1. 60進制模塊（電路圖中模塊名稱為60count，下同。）
實現同步60進制計數，可調整
電源 5v
時鍾信號輸入 接1Hz的信號源
進位輸入 接秒的進位信號，實現秒功能時，接低電平。
進位輸出 秒模塊接分模塊，分模塊接時模塊
顯示輸出 接到顯示匯流排，能閃爍
調整使能端 入0有效，有效時，顯示信號輸出，同時屏蔽進位輸入和進位輸出，允許調整信號輸入。
顯示使能端 入0有效
調整信號輸入
2. 24進制模塊（24count）
實現同步24進制計數，可調整
電源，時鍾信號 同上
進位輸入 接分的進位信號
進位輸出 秒模塊接分模塊，分模塊接時模塊
顯示輸出 同上
調整使能端，顯示使能端，調整信號輸入 同上
4. 控制模塊（fun，func）
管理匯流排資源，對各個模塊輸出控制信號
電源 5v VCC
調整切換信號 接各個需要調整的模塊
調整信號 接到各個需要調整的模塊
顯示切換信號 接到各個需要共享顯示匯流排的模塊
控制信號輸出 接到各個模塊，有且只能有1個為0
至此，本階段就結束了。在上面的介面定義中，也可以發現，各個模塊的
立性是很強的，這樣的結構使得以後的擴展很容易。
五、電路圖

六、裝好的成品晚上拍的照片：

七、 心得體會
經過長達兩個星期的設計與思考，最終完成了數字鍾的設計。其間遇到了許多問題，但最後都一一得到解決。現將心得體會總結如下：
1. 設計初期要考慮周到，否則後期改進很困難。應該在初期就多思考幾個方案，進行比較論證，選擇最合適的方案動手設計。總體設計在整個設計過程中非常重要，應該花較多的時間在上面。
2. 方案確定後，才開始設計。設計時多使用已學的方法，如列真值表，化簡邏輯表達式，要整體考慮，不可看一步，做一步。在整體設計都正確後，再尋求簡化的方法。
3. 在設計某些模塊的時候無法把握住整體，這時可以先進行小部分功能的實現，在此基礎上進行改進，雖然可能會多花一些時間，但這比空想要有效的多。
4. 盡可能是電路連線有序，模塊之間關系清楚，既利於自己修改，也利於與別人交流。如果電路亂的連自己都看不懂，那還如何改進和擴展。
5. 很多難點的突破都來自於與同學的交流，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路，因此要重視與別人的交流。
6. 應該有較好的理論基礎，整個實驗都是在理論的指導下完成了，設計過程中使用了許多理論課上學的內容，如真值表、卡拉圖等。本次設計把理論應用到了實踐中，同時通過設計，也加深了自己對理論知識的理解和掌握。

6. 電子鍾設計

一、數字鍾的組成與基本原理
一、課程名稱：數字電子鍾的設計。
二、內容：設計並製作一台數字電子鍾，完成設計說明書。
三、設計內容及要求：
設計內容：要求由所學的數字電子知識以及查閱有關資料設計並製作出一台數字電子鍾。而且要完成電路的裝配和調試。設計基本框圖如下：
.......
四、要求：1>.採用位數碼管，顯示範圍0分00秒——23時59分59秒。
2>.提出至少兩種設計實現方案，並優選方案進行設計。
3>.詳細說明設計方案，並計算元件參數。包括選擇的依據和原理，參數確定的根據。
4>當電路發生走時誤差時，要求電路具有校時功能。3、要求電路具有整點報時功能，報時聲響為四低一高，最後一響正好為整點。
五、數字鍾的基本原理
數字電子鍾的原理方框圖如圖1所示。干電路系統由秒信號發生器，"時、分、秒計數器、解碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振盪器加分頻器來實現。將標准秒信號送入"秒計數器"，"秒計數器"採用60進制計數器，每累計60秒發一個"分脈沖"信號，該信號將作為"分計數器"的時鍾脈沖。"分計數器"也採用60進制計數器，每累計60分鍾，發出一個"時脈沖"信號，該信號將被送到"時計數器"。"時計數器"採用24進制計時器，可實現對一天24小時的累計。解碼顯示電路將"時"、"分"、"秒"計數器的輸出狀態菁七段顯示解碼器解碼，通過六位LED七段顯示器顯示出來。整點報時電路時根據計時系統的輸出狀態產生一脈沖信號，然後去觸發一音頻發生器實現報時。校時電路時用來對"時"、"分"、"秒"顯示數字進行校對調整的

7. 數字鍾電路設計

根據設計任務和要求，對照數字電子鍾的框圖，可以分以下幾部分進行模塊化設計。

1. 秒脈沖發生器

脈沖發生器是數字鍾的核心部分，它的精度和穩定度決定了數字鍾的質量，通常用晶體振盪器發出的脈沖經過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。如晶振為32768 Hz，通過15次二分頻後可獲得1Hz的脈沖輸出.

2. 計數解碼顯示

秒、分、時、日分別為60、60、24、7進制計數器、秒、分均為60進制，即顯示00～59，它們的個位為十進制，十位為六進制。時為二十四進制計數器，顯示為00～23，個位仍為十進制，而十位為三進制，但當十進位計到2，而個位計到4時清零，就為二十四進制了。

周為七進制數，按人們一般的概念一周的顯示日期「日、1、2、3、4、5、6」，所以我們設計這個七進制計數器，應根據解碼顯示器的狀態表來進行，如表1.1所示。

按表1.1狀態表不難設計出「日」計數器的電路（日用數字8代替）。

所有計數器的解碼顯示均採用BCD—七段解碼器，顯示器採用共陰或共陽的顯示器。

Q4 Q3 Q2 Q1
顯示

1 0 0 0
日

0 0 0 1
1

0 0 1 0
2

0 0 1 1
3

0 1 0 0
4

0 1 0 1
5

0 1 1 0
6

表1.1 狀態表

3. 校時電路

在剛剛開機接通電源時，由於日、時、分、秒為任意值，所以，需要進行調整。

置開關在手動位置，分別對時、分、秒、日進行單獨計數，計數脈沖由單次脈沖或連續脈沖輸入。

4. 整點報時電路

當時計數器在每次計到整點前六秒時，需要報時，這可用解碼電路來解決。即

當分為59時，則秒在計數計到54時，輸出一延時高電平去打開低音與門，使報時聲按500Hz頻率嗚叫5聲，直至秒計數器計到58時，結束這高電平脈沖；當秒計數到59時，則去驅動高音1KHz頻率輸出而鳴叫1聲。

五、參考電路

數字電子鍾邏輯電路參考圖如圖1.3所示。

參考電路簡要說明

1. 秒脈沖電路

由晶振32768Hz經14分頻器分頻為2Hz，再經一次分頻，即得1Hz標准秒脈沖，供時鍾計數器用。

2. 單次脈沖、連續脈沖

這主要是供手動校時用。若開關K1打在單次端，要調整日、時、分、秒即可按單次脈沖進行校正。如K1在單次，K2在手動，則此時按動單次脈沖鍵，使周計數器從星期1到星期日計數。若開關K1處於連續端，則校正時，不需要按動單次脈沖，即可進行校正。單次、連續脈沖均由門電路構成。

3. 秒、分、時、日計數器

這一部分電路均使用中規模集成電路74LS161實現秒、分、時的計數，其中秒、分為六十進制，時為二十四進制。從圖3中可以發現秒、分兩組計數器完全相同。當計數到59時，再來一個脈沖變成00，然後再重新開始計數。圖中利用「非同步清零」反饋到/CR端，而實現個位十進制，十位六進制的功能。

時計數器為二十四進制，當開始計數時，個位按十進制計數，當計到23時，這時再來一個脈沖，應該回到「零」。所以，這里必須使個位既能完成十進制計數，又能在高低位滿足「23」這一數字後，時計數器清零，圖中採用了十位的「2」和個位的「4」相與非後再清零。

對於日計數器電路，它是由四個D觸發器組成的（也可以用JK觸發器），其邏輯功能滿足了表1，即當計數器計到6後，再來一個脈沖，用7的瞬態將Q4、Q3、Q2、Q1置數，即為「1000」，從而顯示「日」（8）。

4．解碼、顯示

解碼、顯示很簡單，採用共陰極LED數碼管LC5011-11和解碼器74LS248，當然也可用共陽數碼管和解碼器。

1. 整點報時

當計數到整點的前6秒鍾，此時應該准備報時。圖3中，當分計到59分時，

將分觸發器QH置1，而等到秒計數到54秒時，將秒觸發器QL置1，然後通過QL與QH相與後再和1s標准秒信號相與而去控制低音喇叭嗚叫，直至59秒時，產生一個復位信號，使QL清0，停止低音嗚叫，同時59秒信號的反相又和QH相與後去控制高音喇叭嗚叫。當計到分、秒從59：59—00：00時，嗚叫結束，完成整點報時。

2. 嗚叫電路

嗚叫電路由高、低兩種頻率通過或門去驅動一個三極體，帶動喇叭嗚叫。1KHz

和500Hz從晶振分頻器近似獲得。如圖中CD4060分頻器的輸出端Q5和Q6。Q5輸出頻率為1024Hz，Q6輸出頻率為512Hz。

8. 一隻電子鍾的結構圖是什麼樣的

結構圖如下：

電子鍾是一個將「 時」，「分」，「秒」顯示於人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，具有校時功能和報時功能。因此，一個基本的數字鍾電路主要由解碼顯示器、「時」，「分」，「秒」計數器、校時電路、報時電路和振盪器組成。

主電路系統由秒信號發生器、「時、分、秒」計數器、解碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路組成。秒信號產生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振盪器加分頻器來實現。

(8)數字鍾設計電路圖擴展閱讀

電子鍾優缺點

優點

與傳統的機械鍾相比，電子鍾具有更突出的優點。由於電子鍾採用數字集成電路的發展和採用了先進的石英技術，使電子鍾具有走時准確、性能穩定、攜帶方便等優點，電子鍾用於定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播及自動控制等各個領域。

缺點

因為電子鍾畢竟是電子產品，電子產品都有輻射，不過電子鍾危害極低，對人體夠不成任何危害，不象手機的輻射那麼大。