WL1型数字电子钟毕业设计

1、 郑州大学西亚斯国际学院本科毕业论文（设计）题 目：WL-1型数字电子钟指导教师：安家文 职称：教授 学生姓名： 王亮 学号： 20091525145专 业：电子设计自动化班级：1班 院 （系）： 电子信息工程学院 完成时间： 2013.4.21 WL-1型数字电子钟 摘要 数字钟电路一直以来是一种很经典的数字电路，数字钟的种类更是不计其数，其设计方方案也层出不穷。时间是衡量一切的尺度，所以时间对每个人来说是无比重要的。在当今社会人们更离不开时间，钟、表以及一切可显示时间的事物在我们周围随处可见。随着科技的日星月异的发展，数字电子钟/表以其体积小、重量轻、价格便宜等优点已经取代了大多数古老的机械钟/表。本数字钟采取数字逻辑器件设计方案即使用市场上比较常用的74系列的集成芯片制作。电子钟要有时、分、秒的显示，并且要有整点报时功能。任何一个钟表都会有时间上的误差，所以校时功能是必不可少的功能模块。使用的主要芯片有555定时器、十进制加法计数器74ls160、两输入与非门74ls00、7段数码管译码器7448和7段数码管等。电路的时钟信号产生模块用555定时器完成，记时模块用十进制计数器实现

2、，其显示模块是由7段数码管译码器7448和7段数码管组成。此外该电路还有验灯功能。关键字:555定时器/十进制加法计数器/7段数码管译码器/7段数码管/时钟信号/校时/整点报时/验灯 Digital electronic clock SummaryDigital clock circuit has always been a classic digital circuits, numerous types of digital clock, designed party programs are endless. Time is the measure of all scales, time is extremely important for everyone. In todays society people can not do without, clocks and watches, as well as all display time things around us everywhere. With the technology Xingyue exclusive dev

3、elopment of digital electronic clock / watch its small size, light weight, cheap, etc. have replaced most of the old mechanical clock / watch. Take the digital clock digital logic design that the use of the more commonly used 74-series chip production. Electronic clock sometimes, minutes, seconds display, and have a whole hour. Any one of the watches will have time error correction function is essential to the function module. Use 555 timer chip, decimal addition counter 74LS160, two-input NAND

4、gate 74LS00, 7-segment LED decoder 7448 and 7-segment digital tube. Circuit clock signal generation module 555 timer, chronograph module decimal counter display module 7-segment decoder 7448 and 7-segment digital tube. In addition, the circuit also has experience in the light function.Keywords:555 timer/ the counter of the decimal addition/ 7-segment decoder/ 7-segment LED clock signal/ school/ the whole point of time/ inspection lights 2 目录目录11 引言12 设计方案的选取与论证23 WL-1型数字电子钟33.1 WL-1型数字钟电路框图3 HYP

5、ERLINK l _Toc2351 3.2 WL-1型数字钟电路原理分析43.2.1 WL-1型数字钟的整体电路原理图53.2.2振荡电路63.2.3计数电路93.2.4 校时电路123.2.5 整点报时电路133.2.6 译码与显示电路153.2.7验灯电路184 整机工作流程综述184.1 数字电子钟的仿真与PCB图194.1.1电子钟仿真图194.1.2数字电子钟PCB图20图15 数字电子钟的PCB图20总结21致 谢22参考文献23 1 引言随着电子科技的日星月异的发展，特别是步入21世纪以来，电子技术更是得到了长足的进步，各类电子产品也被应用于人们生活中的方方面面，大到飞机火车，小到手机电灯。人们的生活越来越离不开电子，特别是电子钟/表。古语有云：一寸光阴一寸金，在当代这个快节奏的时代这句话更是至理名言。笨重的钟表的数字化不仅给人们的生活带来了诸多的方便，更是以其重量轻、体积小在当代得到了广泛的普及。电子钟的设计是数字电路设计初学者的很好题材，它的实现能够使初学者对数字电路的深刻认识，并加深对数电的理解。 2 设计方案的选取与论证方案一：单片机至从上个世纪70年代问世以来，

6、以其强大的功能、优异的价格、优质的品质、轻小的体积在全世界得到了广泛应用，所以在这里可以用单片机结合软件可以实现一个多功能数字钟。用单片机设计数字钟的优点是：设计周期短，造价便宜，选用器件少。而且可以加强对单片机和单片机的编程的了解。而缺点是：不能够对数字电路的设计得到深刻的锻炼。方案二：该方案使用74系列的集成芯片74160、7448、7400等设计一个时序逻辑电路。用组合逻辑电路涉及数字钟的优点是：可以加强设计者对数字电路的设计能力、扩展设计者对74系列芯片和对相关芯片功能的认识。而缺点是：器件种类多、造价相对较贵、PCD板制作繁琐。方案选取基于以上方案的对比不能看出方案一的设计优点明显高于方案二，但对于以加强硬件电路的设计、提高对理论知识的理解、PCB画板和焊接技术，方案二是一个不错的方案，所以本电路的设计采用方案二。二设计任务书 一个电子钟的基本功要有时、分、秒的显示，并且时、分、秒的显示位数各为两位。每一个电子钟/表都会有跑时误差，所以电子钟要有校时电路。电路的时钟震荡频率为1HK，为电路提供时钟信号。此外电路要有整点报时功能和验灯功能。 任务： 巩固和加强已经学过的基础理知

7、识提高设计硬件电路和解决实际问题的能力掌握基本元器件和芯片的功能及使用方法加强对protues和protle软件的了解和学习3 WL-1型数字电子钟3.1 WL-1型数字钟电路框图 WL-1型数字电子钟的整体框图如框图一所示 译码显示电路60进制计数器24进制计数器60进制计数器校时电路1KZ频率多谢振荡器整点报时电路 图1 WL-1型数字钟电路框图（1）振荡电路：时钟电路是一个数字电路，所以要求其振荡电路的输出波形是矩形波，因此需要设计一个矩形波信号发生器，即多谐振荡器。555定时器是目前市场上常用的集成芯片，由于其能够在外围连接上少量的电阻、电容就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器，所以该芯片在设计振荡电路等方面得到了广泛的运用。设计时，采用555定时器设计多谐振荡器。要求多谐震荡器的输出频率为1HZ。（2）计时器电路：电路的计时电路由时、分、秒计时电路组成。其中时计数器有个位和十位组成，且个位为十进制，十位为二进制。分计数器有个位和十位组成，个位为十进制，十位为六进制，秒计数器有个位和十位组成，个位为十进制，十位为六进制。（3）显示电路：显示电路有六个数码管组成，其输入显示信号由7

8、段数码管译码器提供。7端数码管译码器不仅为数码管提供输入信号，而且还肩负着数码管驱动电路的功能，为数码管正常工作提供足够的工作电流。（4）整点报时电路：在绝大多数数字钟电路中都有整点报时电路，其中有语音报时，固定音频输出报时，以此来提示整点时刻的到来。（5）校时电路：当数字钟刚开启或者时间有误差时，需要进行校时。校时方式采用手动脉冲触发方式。计数器接收到脉冲信号后改变计数值，从而达到校时的目的3.2 WL-1型数字钟电路原理分析电子钟的震荡电路是由555定时器和外接电阻电容构成的。振荡器为电路提供1HZ的时钟信号，首先将555定时器搭建成一个迟滞比较器，再利用外部外接RC的充放电来实现方波信号的输出。改变R、C的参数可以改变RC冲放电时间常数的数值，以达到1KH方波的输出。将输出的时钟信号输入由74ls160组成的计数电路模块，其中时、分、秒计数器分别是由两片74ls160组成的24进制计数器、60进制计数器、60进制计数器。然后将时、分、秒计数器的输出信号输入到七段数码管译码管74ls48，最后七段数码管由7448驱动从而显示出数字时间。3.2.1 WL-1型数字钟的整体电路原理图 WL-1型数字电子钟整体电路原理图如图2所示 图2 WL-1型数字电子钟整体电路 3.2.2振荡电路 对于时钟电路的振荡电路有都种方案，比如：（1）石英晶体振荡电路，（2）专用时钟信号芯片，（3）由555定时器做成的多谢振荡器，本电路采用由555定时器构成的多谐振荡器。555定时器内部电路图如图3所示。 图3 555定时器内部电路图（一） 555定时器的组成555定时器有五部分组成即分压器、比较器、基本RS触发器、晶体

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