一数字毫秒
一、课程设计题目: 数字秒表
二、课程设计任务和基本要求:
☆ 设计任务：设计一台可以显示时、分、秒的数字钟。
☆ 基本要求
●能显示23h59m59s,归0后重新开始。
●具有校时、校分、校秒功能。
●要求电路具有整点报时功。
三、课程设计题目分析:
☆ 设计要点
●设计一个精确的秒脉冲信号产生电路
●设计60进制、100进制计数器
●设计LED显示电路
●设计操作方面的校时电路
☆ 工作原理
数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成。秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现。将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用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，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进制计数器，可以实现一天24h的累计。译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来。整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时。校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。其数字电子钟系统框图如下:
四、课程设计的电路设计部分:
☆ 秒脉冲信号发生器
秒脉冲信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。本实验用555定时器来实现。由一片555加上适当电阻及电容来实现主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为时钟的循环对频率的要求不高，只要产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555 定时器组成的振荡器 ，其输出信号作为下一级的时钟信号。这里电容取：C1=100nF, C2=10nF,电阻取：R1=28.68k,R2=57.72k,时钟信号频率为 f=1/T=1/0.7(R1+ 2*R2 )C1=100HZ.电路图见图下。
● 分频器: 分频器功能主要有两个，一是产生标准毫秒脉冲信号，一是提供功能扩展电路所需要的信号。
● 60进制计数器 由两片74160构成的六十进制计数器如下图所示。首先将两片74160构成一百进制计数器，然后采用整体置数法接成六十进制计数器。电路的59状态译码产生LD＇=0信号，同时加到两片74160上，在下一个计数脉冲（第60个计数脉冲）到达时将0000同时输入两片74160中，从而得到六十进制计数器。进位输出可有门电路G的输出直接得到
60进制计数器
● 24进制计数器
由两片74160构成的二十四进制计数器如下图所示。首先将两片74160构成一百进制计数器，然后采用整体置数法接成二十四进制计数器。电路的23状态译码产生ＬＤ＇=0信号，同时加到两片74160上，在下一个计数脉冲（第24个计数脉冲）到达时将0000同时输入两片74160中，从而得到二十四进制计数器。
二十四进制计数器
☆ LED显示电路
数字钟显示系统中的秒，分，时，分别用两个LED数码管来进行显示，而数码管的显示需用BCD码译码电路来进行驱动。这里选择与数码管配套使用的74LS74与LED共阳极的译码器。管脚图如下