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一种数字电子时钟的设计

一、引言

本次设计的数字电子时钟可以精确的通过数码管显示“时、分、秒”,计时方式采用12 进制,将一天分为上下午两个部分,不同部分由不同的LED 灯显示.同时,能够完成“时、分、秒”的时间校准,扩充了整点报时等功能,方便我们的日常使用.

二、整体设计

本次数字电子时钟主要使用以555 定时器为产生频频率核心,外加74LS192 为其进行分频处理、74LS161 和74LS192 分别用于分秒和小时的控制,同时配合各种逻辑门进行不同的功能实现.通过各种数字器件的相互搭配才能够使数字电子时钟完成设计的功能.

三、各功能器件的选择和设计

3.1 生频器的选择和设计

频率产生作为数字电子时钟的心脏,需要稳定可靠的装置产生,频率产生一般采用的信号发生器有石英晶体振荡器和555 定时器.555 定时器是一种多用途的混合模拟和数字电路的集成原件,它能根据外部电路的构建快速的搭建成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器.

555 定时器的由两个比较器,RS 触发器和管等模数电元器件构成,其中两个比较器起主要作用,两个比较器产生的电压控制RS 触发器和放电管的状态.通过555 定时器构成多谐振荡器来产生1000HZ 左右的信号,由此来减小电路以及定时器内部产生的误差.

3.2 分频装置的选择和设计

在555 定时器产生1000HZ 的信号以后,通过采用级联3 个10 进制计数器来进行总频率的分频处理,使其降至1HZ能够产生1s 的信号.10 进制的计数器使用74LS192 是双时钟异步可逆BCD 编码计数器.

3.3 “时、分、秒”的设计和器件选择

在“时、分、秒”计数电路设计者中, 通过分频电路产生的1 秒信号后,可进行“秒”标准计时, 按照分和秒通用的60 进制标准、1 天分为上下午两部分,所以采用12 进制的计数规则进行电路的设计.本次设计,使用74LS161 十进制同步加法计数器来实现十进制和六进制的功能.74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,同时可异步清零,在通常的显示电路中,分和秒都是六十进制.在设计时,十位采用六进制计数,个位采用十进制计数,实现从0 到59的计数功能.在设计时,需要注意的一点是,当计数到59 时,应该由输出状态0110（十进制为6）产生一个脉冲信号,使两个计数器同时清零,这样才会实现实际应用下的60 进制.同理,在设计小时单位的时候,也需要在高进制为产生2 的状态时,将两个计数器同时清零并触发LED,即达到区分时区段,又达到12 进制的计数功能.

四、结语

本次数字电子时钟的设计,使用Multisim13.0 的仿真,达到实际预想的功能,如果进行实际印刷和焊接,需要在进行进一步的探讨.本次设计能够实现理论知识向实际问题的过度,更好的了解所学理论与实际应用之间的联系,为进一步的探索做了更真实的体验.

电子时钟论文范文结:

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