1、一、题目名称：数字钟打铃系统二、设计任务和要求：用中、小规模集成电路设计一个数字钟打铃系统，能实现：由晶体振荡器电路(或 555 定时器)产生 1Hz 的标准“秒”信号；“秒、分计数器”为 00 59的六十进制计数器；“时计数器”为 00 23 的二十四进制计数器；走时精度要求每天误差小于 1 秒；具有校时功能。即只要将开关置于校时位置，可分别对“秒、分、时”进行手动脉冲输入或连续脉冲输入的校正；可设置六个时间，数字钟定时打铃，响铃时间为 10 秒。三、考虑方案，画出系统框图，比较和选定设计的系统方案。设计方案：数字电子钟主要由秒信号发生器、 “时、分、秒”计数器、译码显示器、校时电路等组成。
2、秒信号发生器主要由石英晶体振荡器或 555 振荡器分频后得到；秒、分 都是 60 进制，故由 60 进制计数器构成；时为 24 进制，即由 24 进制计数器构成；显示部分由译码和数码显示构成；校时电路由门电路和开关等构成。利用函数信号发生器来进行脉冲信号的输出、利用 74160N 来设置十进制和六进制的进位输出、利用数码显示器来显示时间、利用或门、与门、非门、与非门、等电路元件进行组合、级联后得到设计所要求的电路图。由于要对时钟进行校队，电路选择串行的进位方式，使每个位都可以快速接入脉冲，进行校时译码、显示 译码、显示 译码、显示时计数器 分计数器 秒计数器校时 校分 校秒校时控制 校分控制
3、校秒控制 555 定时器时数值比较器 分数值比较器 秒数数值比较器设置时 设置分 设置秒响铃显示译码器：方案一：用编码器芯片 74LS248，以及七段发光二极管显示器，开关和电源。方案二、用 DCD_HEX最后我们选择方案二，比较简单 明了。用 DCD_HEX 为时分秒的显示译码器，74LS160 十进制的计数器，分别计 60 进制、60进制 24 进制，这里使用异步清零法，在 059 循环中在多计个次数（很快） ，在分和时上连多谐振荡器，可以进型快速校时，校时比较方案：方案一、放置单刀双掷开关，连接触发器和门电路，以触发器给单次脉冲，门电路给连续脉冲电路，这样就可以实现时间的校准，如图方案二
4、、直接给脉冲，用 555 来实现，如图以上两种电路，我们选择方案二，因为方案而实现起来简便，易行。为了可以实现定时，在下面连接一个相同的电路，用数值比较器将其连接起来，即可得到当是中与所定的时间相同时，相连的响铃开始响铃，这样设置数字钟打铃系统四、单元电路设计、参数设计和元器件选择1、用两片 74160N 级联，其中右边一片为十进制，左边一片为六进制，总体为六十进制。它们实现的功能为进行时间秒的输出，当时间到六十后，进位为一。得到秒计时，以异步清零法，LD 接 0，首先把两片以并联的方式练成百进制计数器，计数器从 0 开始计数，当十片计数为 Q3Q2Q1Q0=0110 时，个片计数为 Q3Q2
5、Q1Q0=0000，即计入 60 个进位信号时，十位片 Q2Q1 经门 G1 译码产生反馈清零信号，计量片同时置零，所以接线时可以接 60s2. 用两片 74160N 级联，其中右边一片为十进制，左边一片为六进制，总体为六十进制。它们实现的功能为进行时间分的输出，当时间到六十后，进位为一。得到分计时，在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，在电路的设计中我采用的是统一的器件 74LS161N 的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能， 时计数器可由两个十进制计数器串接并通过反馈接成二十四制计数器。3、用两片 74160N 级联，总体为二十四进制。它们实现的功能为进行时间小时的输出，当时间
6、到二十四后，时钟信号全部置零4.三块时间模块的级联如下图：5、555 多谐震荡，给脉冲信号，使得输入的 f=1Hz，标准秒，并将其封装（需要次使用比较大） ，使用串行法，即在“秒处”给脉冲即可：封装后：555 振荡器的输出脉冲：6、校对:当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校正时间。校时是数字钟应具备的基本功能。校时时应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。对校时电路的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时方式有快校时和慢校时两种，快校时是，通过开关控制，使计数器对 1Hz 的校时脉冲计数。慢
7、校时是用手动产生单脉冲作校时脉冲下图所示为校时电路和校分电路。其中 S1是校分用的控制开关，S 2为校时用的控制开关，它们的控制功能下表所示。校时脉冲采用分频器输出的 1Hz 脉冲，当 S1或 S2分别为 0 时可进行快校时。如果校时脉冲由单脉冲产生器提供，则可以进行慢校时。Multisim 仿真软件校时的具体设计方法是：用一个单刀双掷开关切换计数功能与校时功能，另一端接计数器的脉冲输入端，开关置于函数发生器这一端便可以校时，置于计数器的进位端便是计时。不校正时间时开关都应打在与非门的那一端。但一般校时选用的是快校时，给高频的脉冲型号，使计数器快速进位带到理想的要求：使用 555 即可用单刀双
8、掷来控制，是否给单独的脉冲进行计数，只在“分” “时”出给进，“秒”处不需要校时电路7、.在完成以上的步骤后，一个能显示时间的时间控制器已经完成了，接下来是设定输出。以 74LS85D 为数值比较器，分别比较时分秒，诸位进行比较，但 “秒”处的 0.1s 则不需要比较，否则响铃会不停地响，一旦比较结果全部相同，则输出“1” ，给响铃一脉冲8、响铃系统，只要所有的输入皆为 1 即可开始打铃，若有一项为 0 停止打铃9、闹钟时间设置，与上述原理相同，给 74LS160 高频脉冲使得“时” “分”皆可快速调制，然后，等到自己要得到的时间，若相同，开始打铃。五、画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。
9、总体电路图本次课设是使用 555 定时器作为输入脉冲，以计数器分别 60 进制、60 进制、24 进制的显示有时钟，并在单独加入，不同频的输入脉冲，使之可以校对的更加快捷，后再设置定时器，与上述相同，再将其与数据比较其分别相连，在在输出端，链接打铃系统，使之数值比较器的输出为一时，给以信号，使喇叭开始工作，响铃时间为 10s六、组装调试的内容，包括：1使用的主要仪器和仪表；使用示波器观察 555 多谐振荡器输出波形，及频率，用函数发生器可代替 5552调试电路的方法和技巧；调试电路时先从小器件开始入手，当每完成一项时，去测试其是否为准确的，若不合格，继续调试3测试的数据和波形并与计算结果比较分析；555 定时器中为了得到 1Hs 的频率，由公式可知：T=（R1+2*R2 ）Cln2f=1/T=1/（R1+2*R2）Cln2 R1=R2=1000 欧 C=500uF 时 即可得到 f=1Hz波形 4调试中出现的故障、原因及排除方法。由于计数器使用的是异步清零法，则可以看见在 60s 进位的时候，可以看见一位短暂的60 出现，若要排除，可使用同步置数法。在调试中出现了许多的问题、故障，比如说并不知道 74LS85D 和 DCD_HEX 直接管脚的连接方式，忘记接入输入电压在 555 定时器上，数值比较器接上后闹铃不停的响，后
