1、1（电子技术课程）设 计 说 明 书数字电子钟电路设计 起止日期： 2016 年 11 月 14 日 至 2016 年 11 月 18 日学 生 姓 名 赵 盼 瑶班 级 电 气 工 程 1402学 号 14401300004成 绩指 导 教 师 (签 字 )2电气与信息工程 学院（部）2016 年 11 月 18 日3一、设计题目数字电子钟电路的设计二、设计目的 1、利用模拟电子和数字电子技术知识，作一次理论和实践相结合的系统的综合训练。2 、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法3、了解数字电子钟的组成及工作原理4、熟悉数字电子钟的设计与制作三、设计任务及要求：1、设计任务(1
2、)设计出一个数字电子钟电路2、设计要求（1）以 24 小时为一个计数周期,具有“时” 、 “分” 、 “秒”数字数码管显示电路； （2）具有校时功能；（3）整点前 10 秒，数字钟会自动报时，以示提醒；（4）设计+5V 直流电源；（设计 220V 输入，+5V 输出）（5）启动电路；（6）用 PROTEUS 画出电路原理图仿真成功再用数字电子技术实验箱验证。4、设计步骤及内容：1、首先设计一个秒脉冲产生电路可采用 555 定时器构成多谐振荡器，通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数4大小，使 555 定时器输出一个固定频率为 1HZ 的方波（f=1.43/（R1+2R2)*c),设计电路如下图 1
3、-1 所示：图 1-1 秒脉冲产生电路2、设计计时电路计时电路即是计数电路，通过计数器集成芯片如：74LS 192（十进制可逆计数器，为异步清零） 、74LS161（十六进制计数器，为异步清零） 、74LS 163（同步清零）等完成对秒脉冲的计数，选用时要重点考虑所选择的计数器芯片的进制问题。秒钟个位计到 9 进 10 时，秒钟个位回 0，秒钟十位进 1，秒钟计到 59，进60 时，秒钟回 00，分钟进 1，以此类推，完成全部计时设计；可通过添加相应的与非门电路，使计数器按照要求回 0。74LS192/161/163 计数器芯片管脚如下图 1-2 所示（本次设计采用的为 74LS192）：图
4、1-2 74LS192/161/163 计数器芯片管脚图3、显示电路ENP/ENT/RCO 为使能端，正常工作时将其置为高电平；CLK 脉冲输入端。5根据 EWB 或 PROTEUS 元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制，内自带译码器） 、有 8 个引脚的（显示 8 段位码，需要添加译码芯片，共阴极数码管可采用 74LS47 译码器，共阳极数码显示管可采用 74LS48 译码器） ，完成计数结果的输出显示。下图 1-3 为 74LS48 译码器管脚说明（47 管脚功能与其一样）：图 1-3 74LS48 译码器管脚图本次设计中采用的为自带译码器的四个引脚 BCD 数码管显示，下图
5、1-4 为秒计数显示电路；分、时电路原理与其相似，图 1-5 为计时器实现时、分、秒的仿真图：A7 QA 13B1 QB 12C2 QC 1D6 QD 10BI/RBO4 QE 9RBI5 QF 15LT3 QG 14U974LS48正常译码时，应使 BI/RBO、RBI、LT三个使能端置高电平；功能端的作用如下：1、 LT=0、BI/RBO=1 时，灯测试功能；2、LT=1、RBI=0 时，灭零功能；3、LT=1、RBI=0 灭灯功能；D015 Q03D11 12D210 Q26D39 37UP5 TCU12DN4 TCD13PL1 MR14U3074LS192D015 Q03D11 12D
6、210 Q26D39 37UP5 TCU12DN4 TCD13PL1 MR14U3174LS192 U30(UP)123U7:A74LS06图 1-4 秒计数显示电路图 1-5 计时器实现时、分、秒的仿真图4、校准电路通过 RS 触发器及与非门对“时”和“分”进行校准的电路如图 1-6 所示。下面以校“分”电路来说明校准电路的原理： 正常计数时，G1 门开，秒脉冲进行单位产生的分脉冲可通过 G1,G3(开门状态)送入分计数器，此时 G2 封锁，校准脉冲（即秒脉冲）进不去。 按下 S1 则 G1 封锁， “分”脉冲受阻，而 G2 打开，秒脉冲进入分计数器进行快速计数（即较分） ，校时电路与此完全
7、相同。D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U874LS192D015Q03112D210Q263937UP5TCU12DN4D3PL1MR4U1074LS92D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U1274LS192D015Q03112D210Q263937UP5TCU12DN4D3PL1MR4U1374LS192 D015 Q031 12D210 Q2639 37UP5 TC
8、U12DN4 D3PL1MR4U174LS192123U3:A74LS0123U2:A74LS0456U2:B74LS0 R310kLS1SPEAKER123456128 U574HC30U6NOTSW3(NC)SW3SW-SPDT采 用 74LS192可 逆 计 数 构 成 的 计 数 电 路采 用 自 带 译 码 器 的 BCD显 示 管 构 成 的 显 示 电 路总 复 位 开 关 整 点 前 十 秒 报 时 电 路时 分 秒（ 异 步 清 零 ）7图 1-6 校准电路5、整点报时电路根据要求，电路应在整点前 10 秒钟内开始整点报时，即当时间在 59 分 50秒到 59 分 59 秒期
9、间时，报时电路报时控制信号。报时电路选 74HC30，选蜂鸣器为电声器件，电路如图 1-7 所示：图 1-7 整点报时电路R310kLS1SPEAKER1234 561128 U574HC30U6NOT总 复 位 开 关整 点 前 十 秒 报 时 电 路分 秒86、设计+5V 直流电源，如图 1-8 所示：VCC1470uFTR1TRAN-2P2SC20.1uFVI1 VO3GND2U37805C310uFBR12W05G图 1-8 +5V 直流电源电路220V，50Hz 的交流电经过降压变压器得到 12V,50Hz；经过由四个二极管组成的整流桥整流，将电压变成单一方向；再经过多个电容的充电，
10、放点两种工作状态来实现对电压的滤波，最后由 7805 芯片调整电压值，使得输出电压为+5V 的直流电压。7、将所有电路连接，记得到数字时钟电路，如下附图 1 所示：9D015 Q03112D210 2639 Q37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U874LS192D015Q03112D2102639Q37UP5TCU12DN4D3PL1MR4U1074LS92D015 Q03112D210 2639 Q37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192D015 Q03112D210 2639 Q37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U1274LS192D015Q
11、03112D2102639Q37UP5TCU12DN4D3PL1MR4U1374LS192 D015 Q03112D210 2639 Q37UP5 TCU12DN4 D3PL1MR4U174LS192123U3:A74LS0123U2:A74LS0456U2:B74LS0R4 DC7Q3GND1VC8TR2 TH6CV5U45R10kR2.14kC10uFC20.1uFR310k1098U2:C74LS0 13121U2:D74LS0456U3:B74LS01098U3:C74LS0LS1SPEAKRR410k R510kSW1-PDT-MO+5V13121U3:D74LS0123456128
12、 U574HC30U6NOTSW3(NC)123U4:A74LS0 456U4:B74LS0456U5:B74LS01098U5:C74LS0R610k R710kSW2-PDT-MO+5V13121U5:D74LS0SW3SW-PDT用 5定 时 器 构 成 的 多 谐 振 荡 器 （ 产 生 1HZ的 脉 冲 ）测 试 用 脉 冲分 校 准 电 路时 校 准 电 路采 用 74LS192可 逆 计 数 构 成 的 计 数 电 路采 用 自 带 译 码 器 的 BCD显 示 管 构 成 的 显 示 电 路总 复 位 开 关 整 点 前 十 秒 报 时 电 路时 分 秒（ 异 步 清 零 ）f=1.43/（ R1+2R)*C校 准 时 将 开 光 打 向 左 侧校 准 时 将 开 关 打 向 左 侧 电 气 1402班赵 盼 瑶附图 110学习总结
