數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒、分、時、日的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準(zhǔn)確，顯示直觀、無機械傳動裝置、具有更長的使用壽命等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：秒脈沖發(fā)生器、校時電路、六十進制秒、二十四進制計時計數(shù)器。由設(shè)計要求可知我們還需要一個七進制計時計數(shù)器。
數(shù)字電子鐘要完成顯示需要6個數(shù)碼管，然后要實現(xiàn)時、分、秒的計時需要60進制計數(shù)器和24進制計數(shù)器。頻率振蕩器可以由晶體振蕩器分頻來提供，也可以由555定時來產(chǎn)生脈沖并分頻為1HZ。方案可以采用74LS160同步十進制加法計數(shù)器或采用74LS161十六進制計數(shù)器或74LS192十進制異步清零計數(shù)器，而小時的24進制也可以采用上述方案。由于我對74LS160的功能比較熟悉，故我分別用六塊74LS160芯片來實現(xiàn)，兩個60進制和一個24進制的秒、分、時計數(shù)。
方案一：石英晶體振蕩器
工作原理：由晶體振蕩器產(chǎn)生的脈沖經(jīng)集成電路后變成1Hz脈沖，再經(jīng)74LS160計數(shù)器分頻得到了所需要的1Hz穩(wěn)定脈沖。但晶體振蕩器的電路圖比較復(fù)雜，而且晶體振蕩器的中阻值要求10MHz以上。
方案二：555定時器
工作原理：R1=1kΩ，R2=720kΩ，C=1uF，Cf=100nF，Ri=100Ω可以直接產(chǎn)生1Hz的時鐘脈沖。因為通過555定時器改裝過的多諧振蕩器發(fā)出的脈沖頻率具有一定的穩(wěn)定性，而且電路比晶體振蕩器簡單所以在這里我采用的是555定時器。
（2）時間計數(shù)器電路：時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器，時個位和時十位計數(shù)器為24進制計數(shù)器。電路圖如圖2所示。 
圖2. 60進制計數(shù)電路 （3）24小時計數(shù)器：由時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成24進制計數(shù)器。電路圖如圖3所示。 
圖3. 24進制計數(shù)電路 （4）校時電路：由于數(shù)字鐘的初始時間不一定是標(biāo)準(zhǔn)時間，而且在數(shù)字鐘的運行過程中可能出現(xiàn)誤差，所以需要校時電路來對“時、分”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整。我這里有自動校正和手動校正，在設(shè)計中發(fā)現(xiàn)手動校正的脈沖不穩(wěn)定，會有延遲的情況；所以我加了一個由脈沖自動校正時間的電路，在調(diào)時間時只需要把自動校正的開關(guān)合上，當(dāng)時間走到你想要的時間時再打開自動校時開關(guān)即可。電路圖如圖4所示。 
圖4.校時電路圖 （5）整點報時電路：一般時鐘都應(yīng)具備整點報時電路功能,即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi),數(shù)字鐘會自動報時。我這里采用的是蜂鳴器在整點前的十秒內(nèi)，以響鈴的方式提醒。電路圖如圖5所示。
圖5.整點報時電路
（6）秒脈沖產(chǎn)生器： 由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生秒脈沖信號。 理論計算：555定時器的脈沖時間是由于RC充放電確定的。 根據(jù)三要素公式  充電過程  充電時間  放電過程  放電時間  一個周期時間  頻率 
首先確定C1=1uF ，R2=720K?，需要輸出頻率f=1HZ，充放電時間算為1s ，可以確定 R1=1K?。555定時器電路如圖6所示。
圖6. 555定時器電路圖
圖10.仿真波形圖 
圖11. 60進制仿真電路 
圖12. 24進制仿真電路 
五、總結(jié)與體會 首先，在設(shè)計電路過程中，Multisim仿真軟件軟件給我們的設(shè)計提供了很大的便利，它提供大量的元器件庫，提供修改電路設(shè)計的靈活性、提供實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，使設(shè)計時間大為縮短，設(shè)計過程更直觀、方便。 其次，在設(shè)計剛開始時我選用的是74LS192芯片，電路連接完成后運作時，每個數(shù)碼管的十位出現(xiàn)的是數(shù)字9而不是0，相當(dāng)于它提前了一個脈沖；出現(xiàn)的問題主要是我們對同步置數(shù)、異步置零方面的知識沒有理解透徹，還有就是在操作過程中我們發(fā)現(xiàn)在計數(shù)器的進位端出現(xiàn)不能進位的情況，解決這些問題花了我們將近兩天的時間，最終我選擇的是74LS160芯片才沒出現(xiàn)以上情況，這主要還要怪我們沒有認真學(xué)好知識。
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