文档介绍：数字钟实验报告课程: 专业班级: 学生姓名: 学号: 2014 年 12月 22日多功能数字钟设计一、设计任务设计一多功能数字钟并进行仿真以及 PCB 制版。二、设计要求基本功能:准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间。扩展功能:校正时间 PCB 制版要求:尽量单面板、尺寸为 200mm *150mm 、焊孔 等三、设计方案数字钟设计方案基本框图如下: 时的设计: 时的计数以 24小时为周期,按通常的****惯,24小时计数器的计数序列为 00, 01,…,22,23,00,…,即当计数到 23小时 59分59秒时,再来一个秒脉冲, 计数器就进到 00时00分00 秒。这样,可利用反馈置数或反馈清零法进行二十四进制计数。分、秒的设计: 分和秒计数器都是模 M=60 的计数器。计数规律为 00,01,…,58,59,00,…。它们的个位都是十进制,而十位则是六进制。译码显示: 将计数器输出的 4位二进制代码,译码显示出相应的十进制数状态,可利用译码显示器和数码管实现。校时电路: 校时可用 1s 脉冲快速校正,也可手动产生单次脉冲慢校正至时或者分计数器。可设置变量来控制实现校正或正常计数。四、 Multisim 仿真与分析十位个位译码译码时计数器十位个位译码译码分计数器秒计数器秒脉冲信号校正控制时分十位个位译码译码秒 1、设计方案与模块框图 2、各子模块电路设计及原理说明(1)振荡器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应,在晶体某一方向加一电场,则在与此垂直的方向产生机械振动, 有了机械振动,就会在相应的垂直面上产生电场,从而机械振动和电场互为因果, 这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时,才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。一般来说,振荡器的频率越高,计时精度越高,但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器 555 与RC组成的多谐振荡器。如图 1所示。图1②分频器由于振荡器产生的频率很高,要得到秒脉冲,需要分屏电路。本实验由集成电路定时器 555 与RC组成的多谐振荡器,产生 1KHz 的脉冲信号。故采用 3 片中规模集成电路计数器 74LS160 来实现,得到需要的秒脉冲信号。图2秒脉冲功能的实现: ③计数器秒脉冲信号经过 6 级计数器,分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制,小时为十二进制。(1)六十进制计数由分频器来的秒脉冲信号,首先送到“秒”计数器进行累加计数,秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加,并达到 60 秒时产生一个进位信号,所以,选用两片 74LS161 组成六十进制计数器,采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中,“秒”十位是六进制,“秒”个位是十进制。如图 3所示。图3(2)二十四进制计数“24翻1”小时计数器是按照“00—— 02—— 03——??—— 23—— 00—— 01—— 02——??”规律计数的,这与日常生活中的计时规律相同。计数器的状态要发生两次跳跃:一是计数器计到 9 ,即个位计数器的状态为 Q03Q02Q01Q00=1001 ,在下一脉冲作用下计数器进入暂态 1010 ,利用暂态的两个 1即Q03Q01 使个位清零,同时向十位计数器进位使 Q10=1 ;二是