电子时钟显示电路之欧阳科创编Word格式.docx

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具有时间显示、闹钟设置、报时功能、校正功能。

走时准确、显示直观、精确、稳定等优点。

电路装置十分小巧，安装使用也方便。

同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。

本电路由555振荡器、74HC74分频器、74HC4518计数器、74HC4511译码器和显示器连接而成。

实现了电子时钟的基本功能。

关键词：

晶体振荡器、分频器、计数器，显示器

Abstract

Electronicclockiscontrolledbyelectroniccomponents,perform,displayofelectronicproducts.Realizethe"

when"

"

sub"

second"

digitaldisplayofthetimingdevice.Withatimedisplay,alarmclocksettings,timerfunction,correction.Accuratetimedisplayandintuitive,precise,stableandsoon.Circuitdeviceisverycompact,easytoinstallandusealso.Atthesametimeinthedate,withitscompact,lowcost,traveltimeandhighprecision,easytouse,multi-function,easeofintegrationandlovedbythemajorityofconsumers.

Thecircuitconsistsof555oscillator,74hc74divider,74hc4518counter,74hc4511decoderanddisplayconnectionismade.Toachievethebasicfunctionsoftheelectronicclock.

Keywords：

；

crystaloscillators,frequencydivider,counters,display

中文摘要

1前言1

2总体方案设计12.1设计目的1

2.2设计任务1

2.3设计要求2

2.4原理说明2

3单元模块设计3

3.1结构框图3

3.2振荡和分频电路3

3.2.1振荡电路逻辑器件3

3.2.2逻辑器件——74HC744

3.2.3CC4060与74HC74的连接4

3.3译码电路5

3.3.1逻辑器件——74HC45185

3.3.2逻辑器件——74HC45115

3.3.3译码电路——74HC4518的连接6

3.4单元电路连接电路6

3.4.1计数器电路6

3.4.2译码器显示电路7

3.5电子时钟电路原理图9

4系统调试与功能9

4.1调试过程9

4.2功能的实现10

5设计总结10

5.1收获体会10

附录一：

元器件清单11

第一章前言

电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、功耗小、走时准确、结构简单、耗电量小等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个电子式数字钟，使其完成时间的显示动能。

本次设计以数字电子为主，分别对1S时钟信号源、秒计时显示、分计时显示、小时计时显示，然后把它们组合，来实现时、分、秒的显示。

并通过本次设计加深对数字电路技术的理解以及更熟悉的使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。

电路主要使用了集成计数器，例如CD4060、CD4518，译码集成电路，例如CD4511，LED数码管及各种门电路和基本的触发器等。

电路使用5V的电压，即普通的电池都可以用。

很适合在日常生活中使用。

第二章总体方案设计

2.1设计目的

1、加深对数字电路技术的理解以及更熟悉的使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。

2、锻炼我们的动手能力。

3、让我们学到的知识运用到实际中。

2.2设计任务

1、设计一个有“时”,“分”，“秒”（23小时59分59秒）显示的电子钟。

2、用中小规模集成电路组成电子钟。

2.3设计要求

1、用555定时器设计一个秒钟脉冲发生器，输入1HZ的时钟；

2、能显示时、分、秒，24小时制；

3、设计晶体电路来输入时钟脉冲；

4、用同步十进制集成计数器74HC4518设计一个分秒钟计数器，即六十进制计数器；

5、用同步十进制集成计数器74HC4518设计一个小时计数器，即二十四进制计数器；

6、译码显示电路显示时间。

2.4原理说明

数字钟电路主要由译码显示器、时计数、分计数、秒计数器，振荡电路和单次脉冲产生电路组成。

其中电路系统由秒信号发生器、“时”、“分”、“秒”计数器、译码器及显示器组成。

秒信号发生器时整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现，将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个时脉冲信号，该信号将被送到时计数器。

时计数器采用24进制，可实现对一天24小时的计时。

译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过显示驱动电路，七段显示译码器译码，在经过六位LED七段显示器显示出来。

第三章单元模块设计

3.1结构框图

3.2振荡和分频电路

3.2.1振荡电路逻辑器件

4060振荡器输出振荡频率

3.2.2逻辑器件——74HC74

3.2.3CC4060与74HC74的连接

3.3译码电路

3.3.1逻辑器件——74HC4518

3.3.2逻辑电路——74HC4511

3.3.3译码电路——74HC4518的连接

3.4单元电路连接电路

3.4.1计数器电路

秒脉冲信号经过级计数器，分别得到“秒”个位、十位，“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。

“秒”、“分”计数器为60秒为1分、60分为1小时、24小时为一天的计数周期，分别组成两个六十进制（秒、分）、一个二十四进制（时）的计数器。

将这些计数器适当的连接，就可以构成秒、分、时的计数，实现计时的功能进制计数器。

它们都可以用两个“二-十进制”计数器来实现。

六十进制计数器和二十四进制计数器均可以由双BCD加法计数器CC4518组成。

因为一片CC4518内含有两个十进制计数器，因为用一片CC4518就可以构成六十进制或二十四进制的计数器了。

采用CC4518和与非门CC4511、采用反馈复位法构成的六十进制和二十四进制加法计数器电路:

六十进制计数器

二十四进制计数器

3.4.2译码显示电路

采用半导体数码管,用发光二级管组成的字形来显示数字.半导体数码管有共阳极和共阴极两种类型.共阳极数码管的七个发光二极管的阳极接在一起,而七个阴极则是独立的.共阴极数码管与共阳极数码管相反,七个发光二极管的阴极接在一起,而阳极是独立的。

当数字钟的计数器在CP脉冲作用下，按60秒为1分、60分为1小时，24小时为一天的技术规律计数时就应将其状态显示成清晰的数字信号。

这就需要将计数器的状态进行译码并将其显示出来。

译码显示电路选用BCD-7段锁存译码/驱动器CC4511.七段显示数码管的外部引线排列如下图。

现以60进制“秒”计时电路为例，将计数器、译码显示器和显示数码管连在一起。

译码器外引线排列二极管示意图

译码显示器和显示数码管

3.5电子时钟电路原理图

第四章系统调试与功能

4.1调试过程

根据时钟电路的原理图连接电路，由于器件比较小巧，电路图又比较复杂，所以在连接的过程的一定要认真，细心。

首先必须明确各个器件的逻辑功能，明确实验电路，在此基础上连接电路会相对比较清晰明了，同时注意集中精力。

并且由于导线比较多，为了避免不必要的麻烦，在连接前需要检测每一条导线是否损坏。

在调试时要接上电压为5V的电源，先通电，看一下显示数码管是否显示正确，如果不正确，则用多用表检测，一端接负极，另一端接集成片的正极，看是否电压显示正确或者用示波器检测。

4.2功能的实现

调试后电路正确后电子时钟能够实现其功能，刚开始时时、分和秒的十位都显示为零，秒的个位开始跳动，每到九向秒的十位进一，秒跳动到59向分的个位进一，然后每六十分向小时的个位进一。

每二十四小时为一天。

电子时钟实现基本功能。

第五章设计总结

5.1收获体会

通过电子时钟电路的连接，使我加深对数字电路技术的理解以及更熟悉的使用计数器、触发器和各种逻辑门电路的能力。

并且提升了自己的动手能力，以前只是学习了课本知识，并没有运用的实际中，这次我们把自己学到的知识，通过自己的思考，把它运用到实际生活中，并且时钟是和我们的生活紧密相连的，以前我们每天接触它，但并没有想过它的工作原理是什么，它是怎么实现的，可能那时学到的知识有限，也没有想那么多，通过这次的课程设计，使我彻底的明白了它的工作原理。

让我认识到它并不是那么的神奇。

我们也可以做到这些。

在连接电路时，由于自己的粗心，在检测时发现了很多错误，由于器件比较小，脚码很容易连错，所以在连接电路时要加倍的小心，现在连接的接的时5V的电压，后果不严重，以后如果连接220V电压时，会造成很严重的后果。

并且检测时耗时比较多。

附录——电子时钟显示电路——元器件清单

序号

功能

器件类型、型号及参数

数量

1

振荡器部分

CC4060

2

晶振（32768Hz）

3

电阻：

22MΩ

4

电容：

20pF

5

可变电容：

3~20pF

6

分频电路

74HC74

7

计数电路

74HC4518

8

译码电路

74HC4511

9

显示电路

数码管（共阴极）（包括限流电阻）

以上为电子时钟显示电路基本部分