数字电子时钟总体设计结构框图及分析（毕业论文）

哈尔滨工业大学

学位论文

数字电子时钟总体设计结构框图及分析

The Operating Theory of Essential Truth in Journalism

作 者 姓 名： 学科、专业 ： 学 号 ： 指 导 教 师： 完 成 日 期：

哈尔滨工业大学 Shandong University

哈尔滨工业大学（论文）

摘 要

数字电子钟在我们日常生活和工作中得到了广泛的应用，本课程设计中采用中小规模集成芯片设计多功能数字钟，实现其准确计时，以数字形式显示时(00～23)、分(00～59)、秒(00～59)的时间；具有校时功能，可以对时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位等功能。

根据该课程设计任务书要求、现有实验条件及本人所学的数电、模电等相关知识，选择的主要元器件有：二-五-十进制异步加法计数器74LS290、 74LS74CMOS BCD-7段锁存/译码/LED驱动、7SEG-COM-CAT-GRN共阳七段数码管、以及74HC00D等器件。用32768Hz的CMOS石英谐振器制作信号产生器，产生1Hz时钟脉冲；用74LS290设计两个六十进制的计数器对“分”、“秒”信号计数，二十四进制计数器对“时”信号计数、再通过“时”、“分”校正电路进行时间的校正，实现数字电子钟的功能。

关键词：数字电子钟；中小规模集成芯片；计数器；数字电子技术

I

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目 录

摘要 错误！未定义书签。

第一章 数字电子钟简介及思路设计 ..................... 错误！未定义书签。

1.1 基本原理 ............................................................................................................... 3 1.2 设计任务和要求 ................................................................................................... 3 1.3 设计软件和硬件设备环境 ................................................................................... 3 第二章 总体设计 ..................................... 错误！未定义书签。

2.1 数字电子时钟总体设计结构框图 ....................................................................... 4 第三章 各控制电路模块设计 ............................ 错误！未定义书签。

3.1 时钟信号产生电路 ............................................................................................... 6 3.2 校时电路 ............................................................................................................... 8 第四章 时、分、秒计数电路 ............................................. 9

4.1 74LS290介绍 ...................................................................................................... 9 4.2 “分”信号和“秒”信号 ................................................................................. 11 4.3 “时”信号 ......................................................................................................... 12 第五章 BCD-七段译码器电路 ............................................ 13

5.1 4511芯片介绍 .................................................................................................... 13 5.2 CD4511真值表 .................................................................................................... 13 5.3 CD4511引脚图 .................................................................................................... 15 5.4 译码器电路 ......................................................................................................... 16 第六章 数字电路总电路仿真图 .......................................... 18 总结 18 参考文献 19

哈尔滨应用职业技术学院毕业设计（论文） 第一章 数字电子钟简介及思路设计

数字式电子时钟是一种用数字电子技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性、直观性和便携性、使用寿命更长，因此在日常的生活和工作中得到了广泛的应用。

1.1 设计思路

数字电子钟的设计方法有许多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟；也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟；还可以利用单片机来实现电子钟等等。本课程设计采用的是中小规模集成电路法，

时钟信号发生器采用32768Hz的CMOS石英谐振器制作，产生1Hz时钟脉冲；用74LS290设计两个六十进制的计数器对“分”、“秒”信号计数，二十四进制计数器对“时”信号计数、再通过“时”、“分”校正电路进行时间的校正，实现数字电子钟的功能。

1.2 设计任务和要求

本课程设计的任务是用中小规模集成芯片设计多功能数字钟数字电子时钟，要求其实现准确计时，并且六位数字同时显示，以数字形式显示时(00～23)、分(00～59)、秒(00～59)的时间；具有校时功能，可以对时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位等功能。

1.3设计软件和硬件设备环境

软件环境：PROTEUS 7.4 PROFESSIONAL等

硬件环境：电子电工实验室可以提供的主要仪器设备：示波器 型号规格

VP-5220、电子学习机 型号规格WL-V、万用表 MF10；以及分立元件、或中

规模集成芯片等。

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第二章 总体设计

2.1 数字电子时钟总体设计结构框图及分析

数字电子时钟实际上是一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与某一个标准时间（如东八时区时间）一致，故需要在电路上加上一个对“时”、“分”进行校正的校时电路，同时为了提高计时的准确性，信号发生器产生的标准的1Hz时间信号必须做到准确稳定，通常使用石英晶体振荡器电路构成数字电子时钟中的信号发生器电路的主元件。

数字电子时钟总体设计结构框图如图2.1 2.2 所示。

ＬＥＤ数码管 译码驱动 时十位计数器 晶振电路 ＬＥＤＬＥＤ数码管 数码管 译码驱译码驱译码驱译码驱 动 动 动 动 时个位分十位秒十位 分个位计数器 计数器 计数器 计数器 校分控制校时控制 电路 电路 1HZ 2HZ 分频器分频器 电路 电路

图2.1 数字电子时钟总体结构框图

ＬＥＤ数码管 ＬＥＤ数码管 ＬＥＤ数码管 译码驱动 秒个位计数器

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