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摘 要

数字钟是一种基于数字电路原理实现时、分、秒计时的装置，相对于传统机械钟表具有更高的可靠性和精确性，且具有更长的寿命。本数字电子钟电路系统采用数字电子技术，通过晶体振荡电路、分频电路、秒脉冲信号发生器、时间计数电路、译码驱动电路、显示单元电路、校时电路，将时钟晶体、CD4060集成块、74LS47集成块、74HC390集成块、电阻、电容等元件有机结合，设计了能显示时、分、秒、有校时功能、有报时功能、计时准确稳定的数字电子时钟。通过电路仿真软件Protel99绘制出所设计的完整电路图，施行仿真﹑检测它的工作状态是否正常，以实现根据设计要求的功能电路。 测试结果证实仿真电路可以运行。

关键词：数字电子钟，秒脉冲发生器，显示电路

Abstract：Digital clock is a digital circuit implementation, minutes and seconds, which, based on the principle of the timing device, compared with the traditional mechanical watch has high reliability and accuracy, and has a longer life. The digital electronic clock circuit system using digital electronic technology, through the crystal oscillation circuit, frequency dividing circuit, the second pulse signal generator, time counting circuit, decoding drive circuit, display circuit, timing circuit, the clock crystal, CD4060 integrated block, 74LS47 integrated block, 74HC390 integrated block, resistors, capacitors and other components of the organic combination, can display design, minutes and seconds, a school function, a timing function, timing accuracy and stability of the digital electronic clock. Through the circuit simulation software Protel99 to draw a complete circuit diagram design, implementation of simulation, test its working state is normal, in order to realize the function of circuit according to the design requirements. test results confirmed the simulation circuit can run.

Keywords: digital electronic clock,； a second pulse generator,；display circuit

目 录

1 前言 4

2 数字电子钟设计背景 4

2.1 数字电子钟设计的意义 4

2.2 数字电子钟的应用 4

3 数字钟设计方案 5

3.1设计目的 5

3.2原理框图 6

4 原理电路 6

4.1晶体震荡器 6

4.2分频器电路 7

4.3秒脉冲发生电路 7

4.4计数电路 8

4.5译码驱动及显示单元电路 10

4.6 校时电路 12

4.7 整点报时电路 13

5 电路原理总图 14

6 仿真 18

总结 19

参考文献 20

致 谢 21

1 前言

第四次工业革命后，电子信息技术飞速发展。在其技术推动下，各种电子产品几乎渗透到了社会的各个领域，推动了社会生产力的发展、提高了社会信息化程度，同时也促进现代电子产品性能发展提高，产品更新换代的节奏也因此加快。

时间等于金钱，现代人们越来越具备时间观念。对于很多对时间要求严格精准的人或行业来说，时间的不准确会给他们带来极大的麻烦甚至损失，因此以数码管为显示器的时钟相比于指针式的时钟，更加突出计时方面的优势。

数字电子钟是基于数字电路技术，实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。数字钟的计时精确度和稳定可靠度远远超过传统机械钟表。本次设计，以24小时为周期计时，计时采用LED数码管显示时间，并且采用数码管动态显示原理进行显示。基于晶振电路震荡产生的12MHz的振荡脉冲，分频后定时器计数。并且此次设计中，除了时间显示基本功能外，电路还具备实现对时间调整的功能。在计时功能方面除走时精度高、使用方便、功能多、便于集成化等特点外，数字电子钟还具备外形小巧、价格低廉等优势，因而得以推广，受到人们关注，得到了广泛的使用。

2 数字电子钟设计背景

2.1 数字电子钟的意义

数字电子钟是一种基于数字电路技术来显示秒、分、时的计时装置。数字电子钟的产生是计时史的突破，它比传统机械钟表更具备准确、直观、长寿命等优点，因而得到广泛应用。随着计时要求的不断更新改变，数字电子钟被应用到越来越多的场合，公共场所如城市主要营业场所、车站、码头等都开始使用LED数字电子钟，带来极大方便及时尚感。

数字钟用途十分广泛，只要有计时的存在，便要用到数字时钟的原理及结构；同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费者的喜爱。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断提高。时钟已不仅仅被看出一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。

2.2 数字电子钟的应用

随着人们计时要求的提高，精度高准、功能多样、体积小、功耗低的计时装置是现代时钟发展的趋势。在这种环境下，时钟的数字化、多功能化已经成为现在时钟生产研究的主导设计方向。相关应用如定时自动报警、定时自动打铃、定时广播、时间程序自动控制、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备及各种定时电气的自动启用等，都是以钟表数字化为基础的。

数字钟已成为人们生活中计时必需品，在家用电器领域、办公自动化领域、商业应用领域、工业自动化领域、智能仪表与集成智能传感器、现代交通与航空航天等领域皆得到广泛应用，在生活、学习、工作、娱乐发面表现出极大的便利优势。

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