具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的可校時(shí)數(shù)字鐘

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1、具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的可校時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)第一章數(shù)字鐘的工作原理第一節(jié)介紹20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力的推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品跟新?lián)Q代的節(jié)奏也越來(lái)越快。數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車(chē)站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。由于數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和

2、直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)的使用壽命，節(jié)省了電能。因此在許多電子設(shè)備中被廣泛使用。數(shù)字鐘是一種典型的數(shù)字電路，包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。通過(guò)設(shè)計(jì)加深對(duì)剛剛學(xué)習(xí)了的數(shù)字電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)以數(shù)字電子為主，分別對(duì)一秒信號(hào)源、秒計(jì)時(shí)顯示、分計(jì)時(shí)顯示、小時(shí)計(jì)時(shí)顯示、整點(diǎn)報(bào)時(shí)及校時(shí)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后將它們組合來(lái)完成時(shí)、分、秒的顯示并且具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)和走時(shí)校時(shí)的功能。并通過(guò)本場(chǎng)設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解以及更熟練是有計(jì)數(shù)器、觸發(fā)起和各種邏輯門(mén)電路的能力。電路主要使用集成計(jì)數(shù)器，例如74LS160、CD

3、4518、譯碼集成電路，例如CD4511、LED數(shù)碼管及各種門(mén)電路和基本的觸發(fā)器等，電路使用5號(hào)電池供電，很合適在日常生活中使用。第二節(jié)設(shè)計(jì)方案論證方案一：采用小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)采用集成邏輯電路設(shè)計(jì)具有能實(shí)現(xiàn)，時(shí)分秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需程序干預(yù)。方案二：EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)采用EDA作為主控制外圍電路進(jìn)行電壓，時(shí)鐘控制鍵盤(pán)和LED控制，此方案邏輯電路復(fù)雜，且靈活性較低，不利于各種功能的擴(kuò)展，在對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)比較困難。21具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的可校時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)方案三：?jiǎn)纹瑱C(jī)編

4、程實(shí)現(xiàn)在按鍵較少的情況下，采用獨(dú)立式4個(gè)按鍵，經(jīng)軟件設(shè)計(jì)指定的I/O口，送出邏輯電平，控制數(shù)碼管顯示，根據(jù)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)要求與原理以及特性，本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C52串口輸出的形式來(lái)設(shè)計(jì)電路，使功能及效果更完美。比較以上三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，方案一簡(jiǎn)潔靈活可擴(kuò)展性好，能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)符合本次課程設(shè)計(jì)的要求，故采用第一種方案。第三節(jié)數(shù)字鐘的組成和基本工作原理數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。它的計(jì)時(shí)周期是12小時(shí)，由于計(jì)數(shù)器的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致所以采用校準(zhǔn)功

5、能和報(bào)時(shí)功能。圖1-1數(shù)字鐘組成框圖數(shù)字中電路主要由譯碼顯示器、校準(zhǔn)電路、報(bào)時(shí)電路、時(shí)計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、秒計(jì)數(shù)器，振蕩電路和單次脈沖產(chǎn)生電路組成。其中電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器，“時(shí)”、“分”、“秒”21具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的可校時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校準(zhǔn)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，獎(jiǎng)標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)

6、鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)時(shí)脈沖信號(hào)，該信號(hào)將被送到時(shí)計(jì)數(shù)器。時(shí)計(jì)數(shù)器采用12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)12小時(shí)的計(jì)時(shí)，譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路，七段顯示譯碼器，在經(jīng)過(guò)六位LED七段顯示器顯示出來(lái)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)低、高音報(bào)時(shí)。校準(zhǔn)電路時(shí)用來(lái)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的，如上圖1-1所示多功能數(shù)字鐘的組成框圖。第二章數(shù)字鐘的顯示部分?jǐn)?shù)字鐘的顯示部

7、分主要由計(jì)數(shù)電路和譯碼顯示電路組成，電路通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)，并通過(guò)譯碼器將計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)譯碼并傳給數(shù)碼管顯示出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)顯示，使人們直觀的看到現(xiàn)在的時(shí)間。第一節(jié)計(jì)數(shù)器秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)級(jí)計(jì)數(shù)器分別得到“秒”個(gè)位、十位，“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)?！懊搿薄胺帧庇?jì)數(shù)器為60秒為1分，60分為1小時(shí)、時(shí)計(jì)數(shù)器采用12小時(shí)計(jì)位，分別組成兩個(gè)六十進(jìn)制（分、秒）一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。將這些計(jì)數(shù)器適當(dāng)?shù)倪B接，就可以構(gòu)成秒、分、時(shí)的計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它們都可以用兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)

8、器來(lái)實(shí)現(xiàn)，六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器均可由BCD加法計(jì)數(shù)器74LS160組成，因?yàn)閮善?4LS160就可以構(gòu)成六十進(jìn)制和十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器了。2.1.174LS160功能介紹74LS160為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，直接清零。74LS160為可預(yù)置的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，共有54/74160和54/74LS160兩種線路結(jié)構(gòu)型式21具有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能的可校時(shí)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)。其電特性典型值如下表2-1。表2-1電特性典型值型號(hào)FmaxPD54160/7416032MH