文档介绍：多功能数字时钟设计报告
目录
设计任务和要求……………………………………………2
设计的方案的选择与论证…………………………………2
总体电路分析…………………………………………2
仿真分析………………………………………………3
仿真说明………………………………………………3
电路设计计算与分析………………………………………4
小时计时电路………………………………………4
分钟计时电路………………………………………5
秒钟计时电路………………………………………7
校时选择电路………………………………………8
整点译码电路………………………………………9
脉冲产生电路………………………………………12
总结及心得…………………………………………………13
附录…………………………………………………………15
元器件明细表……………………………………………15
附图………………………………………………………17
设计任务和要求
实现24小时的时钟显示、校准、整点报时等功能。
具体要求:
(1)显示功能:具有“时”、“分”、“秒”的数字显示(“时”从0~23,分0~59,秒0~59)。
(2)校时功能:当刚接通电源或数字时钟有偏差时,可以通过手动的方式去校时。
(3)整点报时:当时钟计时到整点时,能进行整点报时。
设计的方案的选择与论证
总体电路分析
总体电路设计是将单元电路模块小时计时电路、分钟计时电路、秒计时电路、校时选择电路、整点译码电路、等模块连接在一起,外接输入开关和输出显示数码管构成。总体结构图如下:
—∣时显示电路
分显示电路
秒显示电路
时译码电路
分译码电路
秒译码电路
时计数电路
分计数电路
秒计数电路
校时选择电路
秒脉冲产生电路
整点译码
仿真分析
单击运行按钮,可观测仿真结果。电路能完成显示计时、校时、整点报时以及闹铃等功能。
计时功能。当开关S1、S2都处于断开状态时,数字时钟工作于计时状态。此时,电路中的秒计时电路、分计时电路以及小时计时电路分别对秒脉冲、分脉冲和小时脉冲进行计数。计数结果经数码管显示计时时间值。
校时功能。当开关S1瞬时闭合时对小时校准、当S2瞬时闭合时对分校准
整点报时功能。整点译码电路通过识别整点时间,产生整点报时信号。当前时间为零点时,会产生整点报时,此时灯泡会亮,
仿真说明。
因版面有限,总设计图并未纳入本设计报告中,而是在此之外通过PROTELL画图,用A3纸另外打印。这样看图较为清晰。
采用总线方式,使信号线连线简介、美观,电路可持续性强。
电路设计计算与分析
小时计时电路。小时计时电路如下图:
该电路用两片74LS160D构成二十四进制计数器,与非门74LS11N,74LS04N构成译码电路,该译码电路能识别代码“24”,输出信号使~CLR=0,,整个计数器的技术状态图为00至01至02至…至23至24(暂态)至00至01至…,共有24个稳定状态。小时计时电路的封装模块如下图:
其引脚功能如表:
引脚
信号流向
信号连接
IO10
输入
接校准电路I09
IO1
输入
接小时计数脉冲
I06
输出
接LED数码管,显示计时时间(小时)高位
I07
输出
I08
输出
I09
输出
I02
输出
接LED数码管,显示计时时间(小时)低位
I03
输出
I04
输出
I05
输出
分钟计时电路。分钟计时电路如下图:
该电路用两片74LS160N构成六十进制计数器,与非门74LS08D,74LS04N构成译码电路,该译码电路能识别代码59。整个计数器的计数状态图为00至01至…至58至59至00…,共有60个稳定的状态。其封装引脚同小时计时电路。分钟计时电路的封装模块如下图:
分计数器
其引脚功能如下表:
引脚
信号流向
信号连接
IO20
输入
接校准电路I07
IO11
输入
接分钟计数脉冲
IO16
输出
接LED数码管,显示计时时间(分钟)高位
IO17
输出
IO18
输出
IO19
输出
IO12
输出
接LED数码管,显示计时时间(分钟)低位
IO13
输出
IO14
输出
IO15
输出
秒钟计时电路。秒钟计时电路如下图:
该电路用两片74LS160D构成六十进制计数器,与非门74LS08D,74LS04N构成译码电路,该译码电路能识别代码59。整个计数器的计数状态图为00至01至…至58至59至00…,共有60个稳定的状态。其封装引脚同小时计时电路。秒钟计时电路的封装模块如下图:
其引脚功能