学位论文-—多功能数字钟电路设计.doc

上海大学电子技术课程设计报告——多功能数字钟电路设计目录TOC\o"1-2"\h\uHYPERLINK\l_Toc9119一、任务及要求PAGEREF_Toc9119-1-HYPERLINK\l_Toc29723（一）设计要求PAGEREF_Toc29723-1-HYPERLINK\l_Toc23441（二）设计指标PAGEREF_Toc23441-1-HYPERLINK\l_Toc11677二、数字钟的构成PAGEREF_Toc11677-1-HYPERLINK\l_Toc9372三、单元电路的设计PAGEREF_Toc9372-2-HYPERLINK\l_Toc9446（一）秒脉冲产生电路PAGEREF_Toc9446-2-HYPERLINK\l_Toc11816（二）计数器电路PAGEREF_Toc11816-5-HYPERLINK\l_Toc1589（三）译码显示电路PAGEREF_Toc1589-7-HYPERLINK\l_Toc11268（四）校时、校分电路PAGEREF_Toc11268-10-HYPERLINK\l_Toc21607（五）整点报时电路PAGEREF_Toc21607-11-HYPERLINK\l_Toc25274（六）闹钟电路PAGEREF_Toc25274-11-HYPERLINK\l_Toc25206四、元器件清单PAGEREF_Toc25206-12-HYPERLINK\l_Toc24471五、总电路图PAGEREF_Toc24471-13-HYPERLINK\l_Toc15851六、电路仿真PAGEREF_Toc15851-14-HYPERLINK\l_Toc442（一）开始状态PAGEREF_Toc442-14-HYPERLINK\l_Toc14877（二）校时、校分功能PAGEREF_Toc14877-14-HYPERLINK\l_Toc25839（三）满六十秒向分钟进位状态PAGEREF_Toc25839-15-HYPERLINK\l_Toc2612（四）满六十分向小时进位PAGEREF_Toc2612-15-HYPERLINK\l_Toc1064七、个人小结PAGEREF_Toc1064-16-PAGE\*MERGEFORMAT-1-任务及要求设计要求利用中规模数字集成器件设计、实现所需电路。在Multisim，Pspice或其它EDA软件上对功能电路进行仿真、调试和完善。设计指标时间以24小时为一个周期;数值显示时、分、秒;有校时功能,可以分别对时及分进行单独校时,使其校正到标准时间;具有整点报时功能,当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时;具有闹钟功能，当时间到达预设的时间进行蜂鸣闹铃；为了保证计时的稳定及准确须由石英晶体振荡器提供时间基准信号。数字钟的构成数字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标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZPAGE\*MERGEFORMAT-16-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钟。数字式计时器应由秒发生装置、计秒，计分，计时部分、时间显示部分、时间校正和闹钟报时等几部分组成。所涉及的电子器件主要有振荡器、加法计数器、译码器、显示器、寄存器、比较器等。其中，振荡器组成标准秒信号发生器；由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时，显示系统；寄存器和比较器构成定点报时系统。其结构原理图如下：图片SEQ图片\*ARABIC1数字钟基本原理框图单元电路的设计秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路的功能是产生标准秒脉冲信号，主要由振荡器和分频器组成。振荡器是计数器的核心，振荡器的稳定度和频率的精准度决定了计时器的准确度，本次设计采用石英晶体振荡电路。石英晶体振荡器具有频率准确、振荡稳定、温度系数小的特点。秒脉冲产生电路在本次设计中的主要功能有2个：一是产生标准秒脉冲信号，二是可提供整点报时所需的频率信号。设计方案：石英晶体振荡电路脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得1Hz的脉冲输出，电路图如下图所示。图片SEQ图片\*ARABIC2石英晶体振荡而成的秒脉冲产生电路逻辑图晶体振荡电路电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个电路中，CMOS非门与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波