集成数字式闹钟设计方案.docx

集成数字式闹钟设计方案 一、设计目的 进一步熟悉和掌握数字电路的设计方法和步骤 进一步将理论和实践相结合 熟悉和掌握仿真软件的应用 二、设计任务和要求 （1）时钟功能：具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。 （2）具有快速校准时、分、秒的功能。 （3）能设定起闹时间，响闹时间为一分钟，超过一分钟自动停;具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再起闹。 （4）计时准确度：每天计时误差不超过10秒。 （5）供电方式：220v，50hz交流供电，当交流中断时，自动接上内部备用电源供电，不影响计时功能。 三、设计要求 1．完成全电路的理论设计 2.参数的计算和有关器件的选择 3.对电路仿真 4.撰写设计报告一份：A3图纸至少一张，报告要求写明以下要求： （1）总体方案的选择 （2）各个单元的选择和设计 （3）仿真过程的实现 目录 第一章：设计方案的选择………………………………(3) 1.数字闹钟的设计思想…………………………(3) 2.数字闹钟组成框图及工作过程………………(3) 第二章：电路的计算与分析……………………………(6) 1.直流稳压电源的设计…………………………(6) 2.秒脉冲发生器的设计…………………………(7) 3.时、分、秒计数器的设计……………………(10) 4.校时电路的设计………………………………(16) 5.闹时电路的设计………………………………(17) 6.数码显示电路的设计…………………………(20) 第三章：仿真过程及结果分析…………………………(21) 1.仿真软件的简介………………………………(21) 2.仿真分析………………………………………(21) 第四章：总结与心得……………………………………(26) 第五章：附录……………………………………………(28) 1.元器件明细表…………………………………(28) 2.总电路原理图…………………………………(30) 第六章：参考文献…………………………………………(31) 第一章：设计方案的选择 1.1数字闹钟的设计思想 要想构成数字闹钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号，而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号转变为适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1HZ），经过分频器输出的秒脉冲作为计数器的输入。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，60小时=1天，这就需要对计数器分别设计为60进制，60进制，12进制或24进制（本方案我选用24进制）的，按时、分、秒的顺序将数字显示出来。 值得注意的是，任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路，校准电路一般采用自动校准快速调整和手动调整，“自动调整”可利用开关闭合与断开，使显示时间随计时脉冲自动调整时间。手动调整可利用手动节拍调整显示时间，基于本次实验我采用了自动调整。 数字闹钟要求有定时响闹的功能，故需要提供设定闹时电路，并且有人工止闹功能，止闹后不再重复操作，将不再发生起闹功能。 1.2数字闹钟组成框图及工作过程 数字闹钟的组成框图如图1.1所示：分别由整流电路，数码显示电路,计时器，校时电路，分频器及振荡器构成的秒脉冲发生器组成。 整流电路校 准 电 路秒 计 时 器 分计数器 时计数器 秒 显 示 器 分 显 示 器 时显示器 闹钟功能扩展功能晶 体 振 荡 器分 频 器秒脉冲发生器 整 流 电 路 校 准 电 路 秒 计 时 器 分计数器 时计数器 秒 显 示 器 分 显 示 器 时显示器 闹 钟 功 能 扩 展 功 能 晶 体 振 荡 器 分 频 器 秒 脉 冲 发 生 器 它的工作过程：本设计开关用的较多，主要有校时设置开关六个，手动止闹开关一个，闹时设置开关十六个。开关A--时十位校准开关，开关B--时个位校准开关，开关C--分十位校准开关，开关D--分个位校准开关，开关E--秒十位校准开关，开关F—秒个位校准开关，同时也是控制电路正常工作开关，N—人工止闹开关。启动前A、B、C、D、E都断开，F合上。启动后进行校准，先校准小时：开关A后合上，每一秒钟显示器的数字改变一次，当显示需要校准的数字时断开开关A，再将开关B合上，