數(shù)字鐘

1 設(shè)計任務(wù)與要求
1.1 設(shè)計任務(wù)
數(shù)字鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無需機械傳動等優(yōu)點。因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站、碼頭、機場等公共場所的大型數(shù)字電子鐘。
本次課程設(shè)計要求以中規(guī)模集成電路為主，利用所學知識，設(shè)計一個數(shù)字鐘。通過本次課程設(shè)計，進一步加強數(shù)字電路綜合應(yīng)用能力，掌握數(shù)字電路的設(shè)計技巧，增強實踐能力，以及熟練掌握數(shù)字鐘的系統(tǒng)設(shè)計、組裝、調(diào)試及故障排除的方法。
1.2 設(shè)計要求
數(shù)字鐘采用數(shù)碼管顯示，顯示范圍0時0分00秒——23時59分59秒；
提出至少兩種設(shè)計實現(xiàn)方案，并優(yōu)選方案進行設(shè)計；
有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間；
電路具有整點報時功能，報時聲響為四低一高，最后一響正好為整點；
并且要求走時準確。
畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；
選擇元器件及參數(shù)，列出有相關(guān)元器件清單；
自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
編寫設(shè)計報告，寫出設(shè)計與制作的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。
2 總體概要設(shè)計
數(shù)字鐘的電路組成方框圖如圖2.1所示。
由圖可見，數(shù)字鐘由晶振分頻、計時、校時、鬧鈴設(shè)置、比較、鬧響延時、顯示選擇、譯碼顯示九個模塊組成，其中計時模塊是整個電路的核心，其他模塊可看作輔助電路，幫助完成增強功能。
晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的32768Ｈz的脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。
分頻器電路將32768Ｈz的高頻方波信號分頻后得到1Hz的方波信號，可以供秒計數(shù)器進行計數(shù)。同時可得得到2Hz的調(diào)節(jié)脈沖和512和1024Hz的報時脈沖。分頻器實際上也就是計數(shù)器。
　 時間計數(shù)電路由秒計數(shù)器、分計數(shù)器及時計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒計數(shù)器、分計數(shù)器為60進制計數(shù)器，時計數(shù)器設(shè)計為12進制計數(shù)器或者24進制計數(shù)器，我們這里設(shè)計鬧響計數(shù)器為30進制計數(shù)器，由秒向的進位信號驅(qū)動，即鬧鈴鬧響最長時間為30分鐘。　
譯碼顯示電路將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。顯示采用LED。
比較模塊在鬧鈴時間與時鐘計數(shù)器時間相等時給出一個信號。
鬧響延時在收到比較模塊的信號后給出最長一個長達三十分鐘的選通信號。
整點報時在整點時發(fā)出四低一高的報時響聲，并且鬧鈴開啟的情況下到設(shè)置的鬧鈴時間時發(fā)出鈴聲。
顯示選擇模塊在設(shè)置鬧鈴時選擇顯示置鬧時間,在平時顯示時鐘時間。