集成数字式闹钟设计报

集成数字式闹钟设计报告

一、设计目的

1. 进一步熟悉和掌握数字电路的设计方法和步骤 2. 进一步将理论和实践相结合 3. 熟悉和掌握仿真软件的应用

二、设计任务和要求

（1）时钟功能：具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。

（2）具有快速校准时、分、秒的功能。

（3）能设定起闹时间，响闹时间为一分钟，超过一分钟自动停;具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再起闹。 （4）计时准确度：每天计时误差不超过10秒。

（5）供电方式：220v，50hz交流供电，当交流中断时，自动接上内部备用电源供电，不影响计时功能。

三、设计要求

1．完成全电路的理论设计 2.参数的计算和有关器件的选择 3.对电路仿真

4.撰写设计报告一份：A3图纸至少一张，报告要求写明以下要求： （1）总体方案的选择 （2）各个单元的选择和设计 （3）仿真过程的实现

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目录

第一章：设计方案的选择????????????(3)

1.数字闹钟的设计思想??????????(3) 2.数字闹钟组成框图及工作过程??????(3)

第二章：电路的计算与分析???????????(6)

1.直流稳压电源的设计??????????(6) 2.秒脉冲发生器的设计??????????(7) 3.时、分、秒计数器的设计????????(10) 4.校时电路的设计????????????(16) 5.闹时电路的设计????????????(17) 6.数码显示电路的设计??????????(20)

第三章：仿真过程及结果分析??????????(21)

1.仿真软件的简介????????????(21) 2.仿真分析???????????????(21)

第四章：总结与心得??????????????(26) 第五章：附录?????????????????(28)

1.元器件明细表?????????????(28) 2.总电路原理图?????????????(30)

第六章：参考文献????????????????(31)

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第一章：设计方案的选择

1.1数字闹钟的设计思想

要想构成数字闹钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号，而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号转变为适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1HZ），经过分频器输出的秒脉冲作为计数器的输入。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，60小时=1天，这就需要对计数器分别设计为60进制，60进制，12进制或24进制（本方案我选用24进制）的，按时、分、秒的顺序将数字显示出来。

值得注意的是，任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路，校准电路一般采用自动校准快速调整和手动调整，“自动调整”可利用开关闭合与断开，使显示时间随计时脉冲自动调整时间。手动调整可利用手动节拍调整显示时间，基于本次实验我采用了自动调整。

数字闹钟要求有定时响闹的功能，故需要提供设定闹时电路，并且有人工止闹功能，止闹后不再重复操作，将不再发生起闹功能。

1.2数字闹钟组成框图及工作过程

数字闹钟的组成框图如图1.1所示：分别由整流电路，数码显示电路,计时器，校时电路，分频器及振荡器构成的秒脉冲发生器组成。

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时显示器分 显 示 器 秒 显 示 器

扩 展 功 能 闹 钟 功 能 时 计数 器

分 器 计数 计 秒 时 器 校 路 准 电 秒 脉 整 分 频 器 流 电 冲 发 生 晶 体 振 荡 器

路 器

图1.1 数字闹钟组成框图

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它的工作过程：本设计开关用的较多，主要有校时设置开关六个，手动止闹开关一个，闹时设置开关十六个。开关A--时十位校准开关，开关B--时个位校准开关，开关C--分十位校准开关，开关D--分个位校准开关，开关E--秒十位校准开关，开关F—秒个位校准开关，同时也是控制电路正常工作开关，N—人工止闹开关。启动前A、B、C、D、E都断开，F合上。启动后进行校准，先校准小时：开关A后合上，每一秒钟显示器的数字改变一次，当显示需要校准的数字时断开开关A，再将开关B合上，同样当计时器显示了正确的时间时，断开开关B，这样时校准完成。分校准，秒校准用同样的方法进行校准。这样电路就有了正常的计时功能。

接下来介绍闹钟功能，第一步：将开关N合上，以使蜂鸣器接入电路中，第二步：设置闹铃时间。闹钟电路中有四组（每组有四个）开关，分别为A1、B1、C1、D1组，分别对应时的十位、分位和分的十位和分位，每组开关自上而下对应一组四位二进制数，只要将开关向上（向上为高电平）或向下（向下为低电平）拨到合适的位置，就能得到不同的二进制数，对应一位十进制数，这样就能设置不同的闹铃时刻，第三步：断开开关N就能达到人工止闹的效果。

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