电子时钟显示电路.doc

电子技术（上）课程设计
题目名称:电子时钟显示电路
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指导教师：
摘 要
电子时钟就是一种通过电子元器件控制、执行、显示得电子产品。实现了对“时”、“分”、“秒”数字显示得计时装置。具有时间显示、闹钟设置、报时功能、校正功能。走时准确、显示直观、精确、稳定等优点.电路装置十分小巧，安装使用也方便。同时在日期中,它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多,便于集成化而受广大消费得喜爱。
本电路由5５５振荡器、74HＣ7４分频器、7４HC4518计数器、74HＣ4５1１译码器与显示器连接而成。实现了电子时钟得基本功能。
关键词：晶体振荡器、分频器、计数器，显示器
ﻬAｂstracｔ
Electrｏｎic ｃlｏcｋ ｉs conｔrolｌｅd by　electrｏnｉc pｏｎｅｎｔｓ，　ｐerfｏrm， diｓplay of electronic pｒodｕcts、　Rｅaｌize ｔhe ”ｗhen”, ”ｓub”， "ｓeｃond” ｄigital ｄisｐlay oｆ the timｉng dｅｖiｃe、　Ｗｉth　a ｔiｍe display, alaｒm cｌoｃk　sｅtｔiｎgs,　timer funｃtion,　coｒrｅctｉon、 Aｃcurate tiｍe ｄisplaｙ ａnd　ｉntuiｔiｖe，　prｅcisｅ,　sｔaｂｌｅ　ａnｄ　ｓo　on、 Cｉrcuit deviｃe is vｅry pａcｔ, eaｓy　tｏ iｎstall and　usｅ alｓo、 At　the samｅ ｔimｅ ｉｎ　ｔhｅ date, with iｔｓ　pacｔ, low cosｔ， tｒavel ｔimｅ　ａnd　hiｇｈ　preｃｉsioｎ, eaｓy to uｓe, mｕlti—fuｎcｔｉｏn， ｅａse　ｏｆ ｉｎtegration and ｌoved by　the majoritｙ of coｎsｕｍｅｒｓ、
Ｔhｅ　circuit cｏnsists ｏf 555 oscillａtｏr,　74ｈｃ74　ｄiｖider, 74ｈｃ4518 ｃounｔeｒ, 74hc4511 deｃoder anｄ dispｌay cｏnneｃtioｎ is　made、 Ｔｏ　aｃｈｉeｖｅ　the basic ｆuｎｃtionｓ ｏｆ the eｌectrｏnic　ｃlock、
Kｅy wｏrｄs：；ｃryｓｔal oscillaｔoｒs, fｒｅquency divｉder， ｃoｕntｅｒs,　diｓplay
目 录
中文摘要
Ａbstrａｃt
目录
１ 　前言 1
2 　总体方案设计 1 2、1　 设计目得ﻩ1
2、2 设计任务 １
2、3 设计要求ﻩ２
2、4 　原理说明ﻩ2
3 单元模块设计ﻩ３
3、1 结构框图 3
3、2 　振荡与分频电路ﻩ3
3.2。1 　振荡电路逻辑器件ﻩ3
3.2。2 逻辑器件——７4HC7４ 4
3．2。3 CC4060与74HC74得连接 ４
3、3　 译码电路 5
3．３．1 逻辑器件-—７4HC4５18ﻩ5
３.3.2 　 逻辑器件-—７4HＣ4５1１ﻩ5
3。3.3 　译码电路——７4ＨＣ4518得连接ﻩ6
３、4　　单元电路连接电路ﻩ6
3。4.1 　计数器电路ﻩ6
　３．4．2 译码器显示电路 ７
3、5　　电子时钟电路原理图 9
4 系统调试与功能ﻩ9
4、1 调试过程ﻩ9
4、2 功能得实现ﻩ10
5 设计总结 10
5、1 收获体会 1０
附录一：元器件清单 1１
第一章前言
电子钟就是人们日常生活中常用得计时工具,而数字式电子钟又有其体积小、功耗小、走时准确、结构简单、耗电量小等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路与一些简单得逻辑门电路来设计一个电子式数字钟，使其完成时间得显示动能.
本次设计以数字电子为主，分别对1Ｓ时钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示，然后把它们组合，来实现时、分、秒得显示.并通过本次设计加深对数字电路技术得理解以及更熟悉得使用计数器、触发器与各种逻辑门电路得能力.电路主要使用了集成计数器，例如CD4０６０、ＣＤ451８，译码集成电路，例如CＤ4511,LＥＤ数码管及各种门电路与基本得触发器等。电路使用５V得电压，即普通得电池都可以用。很适合在日常生活中使用.
第二章总体方案设计
２、1设计目得
１、加深对数字电路技术得理解以及更熟悉得使用计数器、触发器与各种逻辑门电路得能力.
　　２、锻炼我们得动手能力.
　 3、让我们学到得知识运用到实际中。
２、2设计任务
1、设计一个有“时”,“分”,“秒”（2３小时5９分5９秒）显示得电子钟。
　2、用中小规模集成电路组成电子钟.
2、3设计要求
１、用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1ＨＺ得时钟；
2、能显示时、分、秒,２4小时制；
3、设计晶体电路来输入时钟脉冲；
4、用同步十进制集成计数器74HC4５18设计一个分秒钟计数器,即六十进制计数器；
5、用同步十进制集成计数器７4ＨC４518设计一个小时计数器，即二十四进制计数器；
６、译码显示电路显示时间。
2、４原理说明
数字钟电路主要由译码显示器、时计数、分计数、秒计数器,振荡电路与单次脉冲产生电路组成。其中电路系统由秒信号发生器、“时”、“分"、“秒”计数器、译码器及显示器组成.秒信号发生器时整个系统得时基信号,它直接决定计时系统得精度,一般用石英晶体振荡器加分频器来实现,将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器"采用６０进制计数器，每累计６0秒发出一个“分脉冲"信号,该信号将作为“分计数器”得时钟脉冲。“分计数器”也采用60进制计数器，每累计６０分钟,发出一个时脉冲信号，该信号将被送到时计数器。时计数器采用24进制,可实现对一天24小时得计时。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器得输出状态通过显示驱动电路，七段显示译码器译码,在经过六位LED七段显示器显示出来。
第三章单元模块设计
3、1结构框图

3、2振荡与分频电路
3．２。１振荡电路逻辑器件

４060振荡器输出振荡频率
3。2。2逻辑器件—-７4HC7４

３。2．3　 ＣC４060与74HC7４得连接

3、3译码电路
3。3．1逻辑器件-—７4HＣ４518

3．3.2逻辑电路——74ＨＣ４５１1

3。３。3译码电路-—74HC45１8得连接

3、４单元电路连接电路
3。4．1计数器电路
秒脉冲信号经过级计数器，分别得到“秒”个位、十位,“分”个位、十位以及“时"个位、十位得计时。“秒”、“分"计数器为60秒为1分、60分为1小时、２4小时为一天得计数周期,分别组成两个六十进制(秒、分)、一个二十四进制(时)得计数器。将这些计数器适当得连接，就可以构成秒、分、时得计数，实现计时得功能进制计数器。它们都可以用两个“二—十进制”计数器来实现。六十进制计数器与二十四进制计数器均可以由双BCD加法计数器CＣ4518组成。因为一片CC4５18内含有两个十进制计数器，因为用一片CC４5１8就可以构成六十进制或二十四进制得计数器了。采用CC451８与与非门CC451１、采用反馈复位法构成得六十进制与二十四进制加法计数器电路:

　 　 　　　 　 　 　 六十进制计数器

二十四进制计数器
3。4。2译码显示电路
采用半导体数码管，用发光二级管组成得字形来显示数字、半导体数码管有共阳极与共阴极两种类型、共阳极数码管得七个发光二极管得阳极接在一起，而七个阴极则就是独立得、共阴极数码管与共阳极数码管相反, 七个发光二极管得阴极接在一起,而阳极就是独立得.
　 当数字钟得计数器在CP脉冲作用下，按６0秒为1分、6０分为1小时，24小时为一天得技术规律计数时就应将其状态显示成清晰得数字信号。这就需要将计数器得状态进行译码并将其显示出来。译码显示电路选用BCＤ-7段锁存译码/驱动器CC4511、七段显示数码管得外部引线排列如下图。现以60进制“秒”计时电路为例,将计数器、译码显示器与显示数码管连在一起。

译码器外引线排列 　　 　 二极管示意图

　 　　 　　 译码显示器与显示数码管
3、5电子时钟电路原理图

第四章系统调试与功能
４、1调试过程
根据时钟电路得原理图连接电路,由于器件比较小巧,电路图又比较复杂，所以在连接得过程得一定要认真，细心。首先必须明确各个器件得逻辑功能，明确实验电路,在此基础上连接电路会相对比较清晰明了，同时注意集中精力.并且由于导线比较多,为了避免不必要得麻烦,在连接前需要检测每一条导线就是否损坏.
在调试时要接上电压为5Ｖ得电源，先通电,瞧一下显示数码管就是否显示正确，如果不正确，则用多用表检测，一端接负极，另一端接集成片得正极，瞧就是否电压显示正确或者用示波器检测.
4、2功能得实现
调试后电路正确后电子时钟能够实现其功能，刚开始时时、分与秒得十位都显示为零,秒得个位开始跳动，每到九向秒得十位进一，秒跳动到5９向分得个位进一，然后每六十分向小时得个位进一.每二十四小时为一天。电子时钟实现基本功能。
第五章设计总结
5、1收获体会
通过电子时钟电路得连接,使我加深对数字电路技术得理解以及更熟悉得使用计数器、触发器与各种逻辑门电路得能力。并且提升了自己得动手能力，以前只就是学习了课本知识,并没有运用得实际中,这次我们把自己学到得知识，通过自己得思考，把它运用到实际生活中，并且时钟就是与我们得生活紧密相连得，以前我们每天接触它,但并没有想过它得工作原理就是什么，它就是怎么实现得，可能那时学到得知识有限，也没有想那么多,通过这次得课程设计，使我彻底得明白了它得工作原理。让我认识到它并不就是那么得神奇.我们也可以做到这些.
在连接电路时，由于自己得粗心,在检测时发现了很多错误,由于器件比较小,脚码很容易连错，所以在连接电路时要加倍得小心，现在连接得接得时5V得电压,后果不严重，以后如果连接220Ｖ电压时，会造成很严重得后果.并且检测时耗时比较多.
附录--电子时钟显示电路-—元器件清单
序号
功能
器件类型、型号及参数
数量
1
振荡器部分
ＣＣ4060
1
2
晶振（32768Hz）
1
３
电阻：22MW
1
４
电容：2０ｐF
1
５
可变电容：3~20pF
1
6
分频电路
74HC74
１
７
计数电路
74HC４5１8
３
8
译码电路
74HC451１
6
9
显示电路
数码管（共阴极）（包括限流电阻)
6
以上为电子时钟显示电路基本部分