多功能数字钟设计论文

摘    要 数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。本 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 实验以中规模数字集成电路为主，介绍一种数字电子钟的设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。用555定时器组成的多谐振荡器、计数器、译码器和校时电路组成。采用了74LS系列中小规模集成芯片。总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计由主体电路和扩展电路两大部分组成。其中主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。本次课程设计还采用了层次模块的设计理念，使整体电路简单化，实现了电路的实效意义。 通过本次设计实验与制作：进一步加强数字电路综合运用能力，掌握数字电路的设计技巧，增进实践能力；熟悉数字电子钟的工作原理；了解并掌握数字电子钟系统设计、组装、调试及故障排除方法。 关键词：振荡器；计数器；译码器；分频器；校时电路 目 录 1 绪论    1 1.1设计目的及意义    1 1.2 Multisim概述    1 1.3 Multisim 10操作步骤    1 2 多功能数字钟设计方案的确定    2 2.1设计方案原理构思    2 2.1.1设计主要原理    2 2.1.2设计电路原理框图    3 3 数字钟基本原理与方案设计    3 3.1 各模块电路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析     3 3.1.1 1Hz 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 脉冲发生器    3 3.1.2 译码显示电路    5 3.1.3 计数器电路    8 3.1.4 校时电路    11 3.1.5 闹钟电路    13 3.1.6 整点报时电路    15 4 仿真调试与结果分析    16 4.1 总体仿真图    16 4.2 各个功能仿真调试    16 4.2.1 校时电路仿真调试    16 4.2.2 闹钟电路仿真调试    17 4.2.3 整点报时电路仿真调试    18 4.3 分析总结    19 4.4遇到问题及解决方法    19 5 心得体会    20 参考文献    21 附录    22 附录一  元器件清单    22 附录二  电路总图    23 附录三  电路简化图    24 1 绪论    1.1设计目的及意义 多功能数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的数字装置，广泛应用于家庭、办公室、车站、码头等公共场所，已成为人民生活中不可缺少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体与振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。  随着现代化技术的发展，有关专家分析指出， 我国电子商务的基础设施将日臻完善，三网合一潮流势不可挡，高速宽带互联网将扮演越来越重要的角色，移动通讯将成为进行电子商务的主要媒介。而今，我们已经进入了数字时代，数字钟的使用将会越来越受欢迎。  数字钟的未来将呈现出个性化、专业化的两大趋势，而且每个网站在资源方面总是有限的，客户的需求又是全方位的，所以不同类型的网站以战略联盟的形式进行相互协作也是必然趋势。 数字钟的实现，更体现了这一点。在不久的将来，数字钟肯定会逐渐被人们接受。很快会走进千家万户，给人们带来方便。 1.2 Multisim概述 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。 工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 1.3 Multisim 10操作步骤 1）启动操作 双击图标，启动Multisim 10，出现窗口界面。 选择文件/新建/原理图，即弹出空白的主设计窗口。    2）添加元件 打开元件库工具栏，单击需要的元件图标按钮，然后在主设计电路窗口中适当的位置，再次单击鼠标左键，所需要的元件即可出现在该位置上。 双击此元件，会出现该元件的对话框，可以设置元件的标签、编号、数值和模型参数。 3）元件的移动 选中元件，直接用鼠标拖拽要移动的元件。 4）元件的复制、删除与旋转 选中元件，用相应的菜单、工具栏或单击鼠标右键弹出快捷菜单，进行需要的操作。 5）放置电源和接地元件 选择“放置信号源按钮”弹出对话框，可选择电源和接地元件。 6）导线的操作 连接。鼠标指向某元件的端点，出现小圆点后按下鼠标左键拖拽到另一个元件的端点，出现小圆点后松开左键。 删除。选定该导线，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击“delete”。 7）实时仿真 左上角菜单栏下方是仿真开关，连接好电路后用鼠标左键单击仿真开关，就开始实时仿真。 2 多功能数字钟设计方案的确定 2.1设计方案原理构思 2.1.1设计主要原理 该设计主要由以下几部分组成:震荡器、分频器、秒计数器、分计数器、时计数器、LED七段显示数码管、时间校准电路、整点报时电路还有闹钟电路。 数字钟数字显示部分，采用译码与二极管串联电路，将译码器、七段数码管连接起来，组成十进制数码显示电路，即时钟显示。要完成显示需要6个数码管，七段的数码管需要译码器才能正常显示，然后要实现时的计时需要12进制计数器，实现分、秒的计时则需要60进制计数器，在在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。60进制可能由10进制和6进制的计数器串联而成，频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由555定时来产生脉冲并分频为1Hz。计数器的输出分别经译码器送倒显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分。 整点报时电路利用逻辑门，使当各译码器输出满足整点时，蜂鸣器导通。 闹钟电路通过比较器比较当前时间与设计的闹钟时间，相等时同样蜂鸣器导通。 2.1.2设计电路原理框图 图2.1 多功能数字钟设计原理框图 3 数字钟基本原理与方案设计 数字电子钟的设计方法有很多种，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。 在本次设计采用的是中小规模集成电路组成电子钟的方式。由许多单元电路组成总体时钟电路，使之完成功能的运行及扩展。 3.1 各模块电路分析 3.1.1 1Hz标准脉冲发生器 数字电路中的时钟是由振荡器产生的，振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。振荡器可由晶振组成，也可以由555定时器与相应的电阻、电容连接构成。这里我们采用555定时器得到频率为1kHz的脉冲信号，其功能主要是产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需要的信号。 多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形脉冲（自激振荡）。用555集成电路实现多谐振荡，需要外接电阻R49、R50和电容C，并外接+5V的直流电源。 脉冲频率为： 标准脉冲发生器电路图如图3.1所示：     图3.1标准脉冲发生器电路图 为了实现电路的实效性，将总体电路进行简化，对部分电路采取层次封装模块的形式，如标准脉冲发生器电路，其封装模块如图3.2所示： 图3.2 555集成电路封装模块 3.1.2 译码显示电路 数字钟的译码显示电路由译码器4511BP和共阴极LED七段显示数码管组成,为避免译码器输出的电压过高，在译码器的输出端和数码管的输入端之间串联一个100Ω的电阻。 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管的正常工作提供足够的工作电流。4511BP是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码——七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。 4511BP芯片的引脚及显示状态如图3.3所示： 图3.3 4511BP芯片的引脚及显示状态 4511BP的逻辑功能表如表1所示： 表1： 4511BP逻辑功能表 引脚 display 输入引脚 输出引脚   ~EL ~BI ~LT DD DC DB DA OA OB OC OD OE OF OG       0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0   0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 2 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 3 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 4 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 5 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 6 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 7 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 8 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 9 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1   0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1   0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1   0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1   0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1   0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1   0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1   0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0   1 1 1 0 0 0 0