指针式数字时钟的设计报告.docx

沈阳航空航天大学
课程设计
(说明书)
指针式数字时钟的设计
班级/ 学号
学生姓名
指导教师
沈阳航空航天大学
课程设计任务书
课程名称电子线路课程设计
院(系) 电子信息工程学院专业电子信息工程
班级学号姓名
课程设计题目指针式数字时钟的设计
课程设计时间: 2012 年 1 月 2 日至 2012 年 1 月 13 日
课程设计的内容及要求:
一、设计说明
利用模拟和数字电路设计一个指针式时钟,要求具有数字显示和指针显示功能。
二、技术指标
、月、日的数字显示功能。
。
三、设计要求
,应考虑成本,要求采用LED显示。
,通过分析计算确定电路和元器件参数。
(元器件标准化,电路图规范化)。
四、实验要求
;用软件仿真和硬件电路验证所设计的电路。
。
五、推荐参考资料
1.
2.
3.
4.
六、按照要求撰写课程设计报告
指导教师年月日
负责教师年月日
学生签字年月日
成绩评定表
评语、建议或需要说明的问题:
指导教师签字: 日期:
成绩

一、概述
指针式数字时钟在现实生活中无处不在,具有美观、走时准、走时无声、调节方便等好处。工业上设计的指针式数字时钟是通过芯片、集成电路及LED屏实现的。而本次课设所要求的是通过模拟和数字电路设计一个指针式时钟,并要求具有年、月、日的数字显示和时间的指针显示功能,因此此次课设要比工业产品要复杂的多。
二、方案论证
利用模拟和数字电路设计一个指针式时钟,要求具有数字显示和指针显示功能。方案一:
方案一原理框图如图1所示555多谐振荡器
分频器
秒计数器
月计数器
年计数器
日计数器
年译码器
时计数器
分计数器器
月译码器
日译码器
数模转换
数模转换
数模转换
年显示器
月显示器
日显示器
表头
表头
表头
图1 指针式数字时钟电路的原理框图
通过555多谐振荡器产生1kHz信号,通过分频电路转换成1Hz的脉冲信号。将脉冲信号接入秒计数器使得秒计数器工作,当秒计数器完成60秒的计数后产生进位信号给分计数器并同时置零,秒计数的同时进行数模转换后变成模拟电压量接表头来实现秒的模拟指针式显示。分、时的工作原理与秒工作原理一样,只是分、时计数器分别要完成60分计数和24小时计数后才产生进位。年、月、日的计数原理与秒计数器类似,只是年、月、日直接将计数器进行译码后用数码管实现年、月、日的数字显示功能。
方案二:
方案二与方案一原理类似,只是将振荡器由555多谐振荡器换成由晶振组成,晶振产生的时钟频率要比555多谐振荡器产生的时钟频率更加精准,可以保证数字时钟走时更准。方案二原理框图如图2所示
晶振
分频器
秒计数器
月计数器
年计数器
日计数器
年译码器
时计数器
分计数器器
月译码器
日译码器
数模转换
数模转换
数模转换
年显示器
月显示器
日显示器
表头
表头
表头
图2 指针式数字时钟电路的原理框图
本设计采用的是方案一,555构成的多谐振荡器较容易实现且电路不复杂,且性价比较高。并且课设要求的时间由模拟式指针显示,通过将时分秒计数器数模转换后变成模拟量后再用表头式电压表来显示比用点阵显示方法简单,且较易实现。
三、电路设计

振荡器是由555定时器构成的,其中555定时器的功能见表1所示。
表1 555定时器的功能表
清零端
高触发端TH
低触发端
Q
放电管T
功能
0
×
×
0
导通
直接清零
1
0
1
×
保持上一状态
保持上一状态
1
1
0
×
保持上一状态
保持上一状态
1
0
1
0
1
1
0
导通截止
置1
清零
为了产生1kHz的时钟脉冲,应将555定时器构成多谐振荡器,组成信号产生电路。通过公式T=(R1+2R2)C1ln2可计算出多谐振荡器的周期。因此,为了得到1kHz的脉冲信号,取C1=100nF,R2=,通过调节滑动变阻器R1使得f=1kHz,即振荡周期T=1/f=,当调节为R1=,即可实现设计要求。振荡器电路如图3所示
图3 555多谐振荡器产生1kHz电路图

分频器电路中用到了74LS90,74LS90计数器是一种中规模二一五—十进制计数器。其功能表如表2所示
表2 74LS90功能表
复位输入
输出
R1 R2 S1 S2
QD QC QB QA
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