（电子技术课程）
设计说明书
数字电子钟电路设计
起止日期： 2016年11月14日 至 2016年11月18日
学班学成
生姓名 级 号 绩
赵盼瑶 电气工程1402 14401300004
指导教师(签字)
电气与信息工程 学院（部）
2016年 11 月 18 日
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一、设计题目
数字电子钟电路的设计
二、设计目的
1、利用模拟电子和数字电子技术知识，作一次理论和实践相结合的系统的综合训练。
2 、熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法 3、了解数字电子钟的组成及工作原理 4、熟悉数字电子钟的设计与制作
三、设计任务及要求：
1、设计任务
(1)设计出一个数字电子钟电路 2、设计要求
（1）以24小时为一个计数周期,具有“时”、“分”、“秒”数字数码管显示电路；
（2）具有校时功能；
（3）整点前10秒，数字钟会自动报时，以示提醒； （4）设计+5V直流电源；（设计220V输入，+5V输出） （5）启动电路；
（6）用PROTEUS画出电路原理图仿真成功再用数字电子技术实验箱验证。
四、设计步骤及内容：
1、首先设计一个秒脉冲产生电路
可采用555定时器构成多谐振荡器，通过设计多谐振荡器电阻、电容的参数大小，使555定时器输出一个固定频率为1HZ的方波（f=1.43/[（R1+2R2)*c]),设计电路如下图1-1所示：
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图1-1 秒脉冲产生电路
2、设计计时电路
计时电路即是计数电路，通过计数器集成芯片如：74LS 192（十进制可逆计数器，为异步清零）、74LS161（十六进制计数器，为异步清零）、74LS 163（同步清零）等完成对秒脉冲的计数，选用时要重点考虑所选择的计数器芯片的进制问题。秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0，秒钟十位进1，秒钟计到59，进60时，秒钟回00，分钟进1„，以此类推，完成全部计时设计；可通过添加相应的与非门电路，使计数器按照要求回0。74LS192/161/163计数器芯片管脚如下图1-2所示（本次设计采用的为74LS192）：
输入端 151109541114U7D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213输出端 3456710291U7D0D1D2D3ENPENTCLKLOADMR74LS161Q0Q1Q2Q3RCO1413121115ENP/ENT/RCO为使能端，正常工作时将其置为高电平；CLK脉冲输入端。 3456710291U7D0D1D2D3ENPENTCLKLOADMR74LS163Q0Q1Q2Q3RCO1413121115加法脉冲输入 减法脉冲输入 置数端 清零端 图1-2 74LS192/161/163计数器芯片管脚图
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3、显示电路
根据EWB或PROTEUS元器件库中数码管的不同，有四个引脚的（显示二进制，内自带译码器）、有8个引脚的（显示8段位码，需要添加译码芯片，共阴极数码管可采用74LS47译码器，共阳极数码显示管可采用74LS48译码器），完成计数结果的输出显示。下图1-3为74LS48译码器管脚说明（47管脚功能与其一样）：
正常译码时，应使BI/RBO、RBI、LT三个使能端置高电平；功能端的作用如下： 1、LT=0、BI/RBO=1时，灯测试功能； 2、LT=1、RBI=0时，灭零功能； 3、LT=1、RBI=0灭灯功能； U97126453ABCDBI/RBORBILT74LS48QAQBQCQDQEQFQG1312111091514 图1-3 74LS48译码器管脚图
本次设计中采用的为自带译码器的四个引脚BCD数码管显示，下图1-4为秒计数显示电路；分、时电路原理与其相似，图1-5为计时器实现时、分、秒的仿真图：
U7:A13274LS00U31151109541114D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213151109541114U30D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213U30(UP)图1-4 秒计数显示电路
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U6LS1NOT8U574HC30SPEAKER整点前十秒报时电路时6561112分1234秒U2:B74LS00采用自带译码器的BCD显示管构成的显示电路R310k45总复位开关U1374LS192151109541114U12D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD3267121315110954111412133267U11D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCDU132671213151109541114D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213151109541114U8D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213Q0Q1Q2Q3TCUTCD12133267Q0Q1Q2Q3TCUTCDU1074LS192采用74LS192可逆计数构成的计数电路（异步清零）UPDNPLMRD0D1D2D3151109541114151109541114UPDNPLMRD0D1D2D3SW3(NC)SW3U2:A13274LS0074LS0032U3:A1SW-SPDT图1-5 计时器实现时、分、秒的仿真图 4、校准电路 通过RS触发器及与非门对“时”和“分”进行校准的电路如图1-6所示。下面以校“分”电路来说明校准电路的原理：
① 正常计数时，G1门开，秒脉冲进行单位产生的分脉冲可通过G1,G3(开门状态)送入分计数器，此时G2封锁，校准脉冲（即秒脉冲）进不去。
② 按下S1则G1封锁，“分”脉冲受阻，而G2打开，秒脉冲进入分计数器进行快速计数（即较分），校时电路与此完全相同。
图1-6 校准电路
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5、整点报时电路
根据要求，电路应在整点前10秒钟内开始整点报时，即当时间在59分50秒到59分59秒期间时，报时电路报时控制信号。报时电路选74HC30，选蜂鸣器为电声器件，电路如图1-7所示：
U6LS1NOT8U574HC30SPEAKER整点前十秒报时电路561112分1234秒R310k总复位开关图1-7 整点报时电路 6、设计+5V直流电源，如图1-8所示： TR1U3BR117805VIGNDVO3VCCC1470uFC20.1uF2C3100uF2W005GTRAN-2P2S图1-8 +5V直流电源电路
220V，50Hz的交流电经过降压变压器得到12V,50Hz；经过由四个二极管组成的整流桥整流，将电压变成单一方向；再经过多个电容的充电，放点两种工作状态来实现对电压的滤波，最后由7805芯片调整电压值，使得输出电压为+5V的直流电压。
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7、将所有电路连接，记得到数字时钟电路，如下附图1所示：
U6LS1NOT8U574HC30SPEAKER整点前十秒报时电路时6561112分1234秒U2:B74LS00采用自带译码器的BCD显示管构成的显示电路R310k45总复位开关U1374LS192151109541114U12D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD3267121315110954111412133267U11D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCDU132671213151109541114D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213151109541114U8D0D1D2D3UPDNPLMR74LS192Q0Q1Q2Q3TCUTCD32671213Q0Q1Q2Q3TCUTCD12133267Q0Q1Q2Q3TCUTCDU1074LS192采用74LS192可逆计数构成的计数电路（异步清零）UPDNPLMRD0D1D2D3151109541114151109541114UPDNPLMRD0D1D2D3SW3(NC)测试用脉冲SW3U2:A13274LS0032U3:A1SW-SPDT874LS00U4QDC37U4:A2389RU5:D13111274LS00674LS00111U3:D131274LS00105CVVCCU2:C4R110kU4:B45213GNDU2:D111274LS000.01uF74LS00C2TRTH6R22.14k15556874LS00U5:B74LS00U5:C74LS00U3:B74LS00U3:C74LS00C1100uF68用555定时器构成的多谐振荡器（产生1HZ的脉冲）f=1.43/（R1+2R2)*C4510+5V4510+5V9R610kR710kR410kR510kSW2SW-SPDT-MOMSW1SW-SPDT-MOM时校准电路校准时将开关打向左侧分校准电路校准时将开光打向左侧9电气1402班赵盼瑶附图1 7
学习总结
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