基于74160的数字电子钟设计
基于74160的数字电子钟设计[20200406105202]
摘 要
现代生活中，数字电子钟因为廉价、重量轻、易携带、误差比较小、读数简单等很多优点，在生活中和工作中为人们提供了很大的便利，本文就是以74160芯片为基础，介绍了如何制作数字点钟，并完成验证。第一步概要介绍了数字电子钟的背景与现状，对数字电子钟的各个电路模块进行一系列的分析。其次，是整个系统的设计。本次数字点钟提供脉冲用的是常用的555定时器，74160芯片提供时钟计时的功能，七段数码管来显示时间，即时、分、秒的显示，实现了实时显示时间、整点报时、误差校正的功效。做出的数字电子钟，用Multisim软件来展示出它的功能，让用户看到它作为数字电子钟的使用效果。
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关键字:74160555定时器电子钟
目录
1 绪论 1
1.1数字电子钟的背景 1
1.2数字电子钟的意义 1
1.3数字电子钟的应用 2
1.4 本课题主要工作 2
2 系统设计方案 3
2.1 系统设计要求 3
2.2 系统设计原理 3
2.2.1 设计主要原理 3
2.2.2 系统功能框图 4
2.3 方案设计与论证 4
2.3.1 时钟脉冲产生电路 4
3 电路设计与分析 7
3.1 时间脉冲产生电路 7
3.2译码显示电路 7
3.3 计数器电路 9
3.3.1 六十进制计数器 10
3.3.2 二十四进制计数器 10
3.4校时电路 11
3.5闹钟电路 12
3.6整点报时电路 13
4 仿真与调试 14
4.1功能仿真调试 14
4.1.1 校时电路仿真调试 14
4.1.2闹钟电路仿真调试 14
4.1.3 整点报时电路仿真调试 16
4.2 总体仿真电路图 17
5 问题的总结与解决 19
5.1 遇到问题及解决方法 19
结语 20
参考文献 21
致谢 22
附录 元件清单 23
1 绪论
1.1数字电子钟的背景
最近几十年以来，世界变为了瞬息万变的信息化社会，电子技术的成长变得非常迅速，它已经完全融入了人们的生活与工作，作为一个方便人们日常生活的技术而存在。生活和工作的节奏越来越快，为人们的生活和工作提供便利成为了现代的主题。在信息时代高速发展的今天，时间是如此的重要，对任何人来看时间都很宝贵。21世纪是高度信息化的时代，学习和工作中需要时间来提醒我们准时到达和完成指定的工作；工业生产方面，每一道工序应该有一个严格的时间限制，以便做到井井有条；科学中的研究，时间差一分一秒都会影响巨大。信息具有时效性，没有时间概念，完成的工作也可能白费一场，所以在生活和工作中随时的准确的了解时间显得尤为重要。
时钟和手表作为一种常规的工具已被广泛应用于生产和生活。电子钟表因为廉价，重量轻，体积小，拥有小的定时误差等一系列优点，被广泛应用于生产和生活。因为电子时钟可以提供精确的时间，所以它也被广泛地应用于测量。该产品的设计，可广泛应用于公共场所，装饰板，以及教学领域。
时间概念被现代的人越来越多的关注。时间和金钱，可以说是划上等号。数码管显示时钟比机械式的具有优势，它具有简单阅读，快速，精确到秒的优势，机械钟受到晶体振荡器的影响比较大，可能会导致错误。
1.2数字电子钟的意义
机械钟表虽然也能提供时间与闹钟，不过，由于它的工业结构，尺寸，成本和功率的限制，在性价比方面，无论如何都无法与数字钟相提并论，所以数字电子钟有一些无法替代的作用而存在于这个社会中。数字时钟是一种使用现代数字集成电路组成的装置，相比较于传统的机械式时钟来说，它具有时间显示直观、准确，寿命较长，没有机械结构限制的影响等特点。数字时钟为人们带来了生活中的方便和工作上的，同时因为它采用的现代数字电路技术，使得钟表计时和报时功能得到了很大改善，变得越来越人性化。例如学校自动打铃系统、消防自动报警系统、楼道路灯定时系统、微波炉定时器系统，以及工厂里自动化电器的定时系统，都要用到数字化时钟。这样看来，数字电子钟在日益发展的生产和生活中具有不错的的前景。
1.3数字电子钟的应用
近年来，数字电子钟广泛应用于家庭和个人以及公司、学校、车间还有诸如电影院一样的娱乐场所，给人们日常生活和工作带来了极大的方便。因为采纳了先进的数字电路系统和集成电路系统以及石英晶体电路，时间精确、便携小巧与性能稳定等方面的优点成为了数字电子钟的优势。除此之外，在机械工业生产、通报和计算时间等方面，数字式时钟也有非常广泛的应用。
现在市场上的电子时钟各式各样，有精致小巧的，也有体积比较大的，比如公共场所中所用的计时器，它就必须要较大的体积，来提供方便的计时。数字电子钟而且可根据不同的需求，加上其他不同的功能，比如电子日历、定时闹钟和空气中的二氧化碳以及细颗粒物的测试和Universal Serial Bus端口的功能等。
1.4 本课题主要工作
本次毕业设计需要设计出一个数字式时钟，它的周期是24小时并且能够在LED7段显示屏上分别显示出‘时’、‘分’、‘秒’三个状态的时钟，这个数字电子钟的满刻度只有23小时59分钟59秒钟，下一秒直接跳为00:00:00，同时它还能实现校时和报时的功能，丰富了时钟的功能，为用户提供方便。
该实验的主要目的是学会数字电子钟的基本功能以及设计方法，加深学习各种电路的工作状况和各种电路的应用，掌握计数器电路的设计以及检测它们的要领，了解和理解更多常见芯片功能和基本操作的步骤。
本文各章的主要安排：
第一章为数字式电子钟的背景、应用、前景与设计目的；
第二章为系统设计方案；
第三章为电路设计与分析；
第四章为仿真与调试；
第五章为问题总结以及解决；
最后为此次毕业论文的总结和致谢以及参考文献还有附录。
2 系统设计方案
2.1 系统设计要求
1．设计一个数字钟；
2. 数字钟采用格式为00：00：00的六位数码显示管来显示时间到秒，比如13点25分42秒就显示为13:25:42；
3．数字钟需要具有译码的功能以及七段数码管显示电路来让用户方便的读取时间，并且从小时一直显示到秒；
4．数字电子钟包含时钟电路、闹钟电路、校准验证时间电路以及其它很多电路；
6．根据各模块的功能划分，通过一系列的组件和不同规模的电路的分析，它们被用来设计的每个分支电路；
7．通过分析，画出本系统总体的原理图，并且阐述它的构造以及原理。
2.2 系统设计原理
2.2.1 设计主要原理
数字电子钟利用二极管和显示译码器串联了整个电路系统，时间由七位数码管来显示，它们两个相结合即为一个10进制的显示时间的数码管系统，能够巧妙的呈现时间，方便用户。函数发生器的频率可以能够调节，在仿真软件中可以用它来仿真发生信号。频率振荡有两种方法获得，第一种是能够通过晶体振荡器工作来提供相应的脉冲，同样的，第二种是定时器能够被用来产生为1Hz的脉冲，两种都是不错的选择，都可以被选用。数字电子钟的显示首先需要计数器通过计数来输出一个结果，然后经过译码器进行译码，最后再送达显示器进行显示。当用户发现数字电子钟的计时出现了误差，影响了时间的准确度的时候，就可以随时方便的利用校时电路来调节时钟，分钟甚至是秒钟，这些都大大的方便了用户。
利用逻辑门电路来组成整点报时电路，当所有的解码器的输出都满足整点的时候，在这样情况下蜂鸣器就会导通，即整点报时。
摘 要
现代生活中，数字电子钟因为廉价、重量轻、易携带、误差比较小、读数简单等很多优点，在生活中和工作中为人们提供了很大的便利，本文就是以74160芯片为基础，介绍了如何制作数字点钟，并完成验证。第一步概要介绍了数字电子钟的背景与现状，对数字电子钟的各个电路模块进行一系列的分析。其次，是整个系统的设计。本次数字点钟提供脉冲用的是常用的555定时器，74160芯片提供时钟计时的功能，七段数码管来显示时间，即时、分、秒的显示，实现了实时显示时间、整点报时、误差校正的功效。做出的数字电子钟，用Multisim软件来展示出它的功能，让用户看到它作为数字电子钟的使用效果。
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关键字:74160555定时器电子钟
目录
1 绪论 1
1.1数字电子钟的背景 1
1.2数字电子钟的意义 1
1.3数字电子钟的应用 2
1.4 本课题主要工作 2
2 系统设计方案 3
2.1 系统设计要求 3
2.2 系统设计原理 3
2.2.1 设计主要原理 3
2.2.2 系统功能框图 4
2.3 方案设计与论证 4
2.3.1 时钟脉冲产生电路 4
3 电路设计与分析 7
3.1 时间脉冲产生电路 7
3.2译码显示电路 7
3.3 计数器电路 9
3.3.1 六十进制计数器 10
3.3.2 二十四进制计数器 10
3.4校时电路 11
3.5闹钟电路 12
3.6整点报时电路 13
4 仿真与调试 14
4.1功能仿真调试 14
4.1.1 校时电路仿真调试 14
4.1.2闹钟电路仿真调试 14
4.1.3 整点报时电路仿真调试 16
4.2 总体仿真电路图 17
5 问题的总结与解决 19
5.1 遇到问题及解决方法 19
结语 20
参考文献 21
致谢 22
附录 元件清单 23
1 绪论
1.1数字电子钟的背景
最近几十年以来，世界变为了瞬息万变的信息化社会，电子技术的成长变得非常迅速，它已经完全融入了人们的生活与工作，作为一个方便人们日常生活的技术而存在。生活和工作的节奏越来越快，为人们的生活和工作提供便利成为了现代的主题。在信息时代高速发展的今天，时间是如此的重要，对任何人来看时间都很宝贵。21世纪是高度信息化的时代，学习和工作中需要时间来提醒我们准时到达和完成指定的工作；工业生产方面，每一道工序应该有一个严格的时间限制，以便做到井井有条；科学中的研究，时间差一分一秒都会影响巨大。信息具有时效性，没有时间概念，完成的工作也可能白费一场，所以在生活和工作中随时的准确的了解时间显得尤为重要。
时钟和手表作为一种常规的工具已被广泛应用于生产和生活。电子钟表因为廉价，重量轻，体积小，拥有小的定时误差等一系列优点，被广泛应用于生产和生活。因为电子时钟可以提供精确的时间，所以它也被广泛地应用于测量。该产品的设计，可广泛应用于公共场所，装饰板，以及教学领域。
时间概念被现代的人越来越多的关注。时间和金钱，可以说是划上等号。数码管显示时钟比机械式的具有优势，它具有简单阅读，快速，精确到秒的优势，机械钟受到晶体振荡器的影响比较大，可能会导致错误。
1.2数字电子钟的意义
机械钟表虽然也能提供时间与闹钟，不过，由于它的工业结构，尺寸，成本和功率的限制，在性价比方面，无论如何都无法与数字钟相提并论，所以数字电子钟有一些无法替代的作用而存在于这个社会中。数字时钟是一种使用现代数字集成电路组成的装置，相比较于传统的机械式时钟来说，它具有时间显示直观、准确，寿命较长，没有机械结构限制的影响等特点。数字时钟为人们带来了生活中的方便和工作上的，同时因为它采用的现代数字电路技术，使得钟表计时和报时功能得到了很大改善，变得越来越人性化。例如学校自动打铃系统、消防自动报警系统、楼道路灯定时系统、微波炉定时器系统，以及工厂里自动化电器的定时系统，都要用到数字化时钟。这样看来，数字电子钟在日益发展的生产和生活中具有不错的的前景。
1.3数字电子钟的应用
近年来，数字电子钟广泛应用于家庭和个人以及公司、学校、车间还有诸如电影院一样的娱乐场所，给人们日常生活和工作带来了极大的方便。因为采纳了先进的数字电路系统和集成电路系统以及石英晶体电路，时间精确、便携小巧与性能稳定等方面的优点成为了数字电子钟的优势。除此之外，在机械工业生产、通报和计算时间等方面，数字式时钟也有非常广泛的应用。
现在市场上的电子时钟各式各样，有精致小巧的，也有体积比较大的，比如公共场所中所用的计时器，它就必须要较大的体积，来提供方便的计时。数字电子钟而且可根据不同的需求，加上其他不同的功能，比如电子日历、定时闹钟和空气中的二氧化碳以及细颗粒物的测试和Universal Serial Bus端口的功能等。
1.4 本课题主要工作
本次毕业设计需要设计出一个数字式时钟，它的周期是24小时并且能够在LED7段显示屏上分别显示出‘时’、‘分’、‘秒’三个状态的时钟，这个数字电子钟的满刻度只有23小时59分钟59秒钟，下一秒直接跳为00:00:00，同时它还能实现校时和报时的功能，丰富了时钟的功能，为用户提供方便。
该实验的主要目的是学会数字电子钟的基本功能以及设计方法，加深学习各种电路的工作状况和各种电路的应用，掌握计数器电路的设计以及检测它们的要领，了解和理解更多常见芯片功能和基本操作的步骤。
本文各章的主要安排：
第一章为数字式电子钟的背景、应用、前景与设计目的；
第二章为系统设计方案；
第三章为电路设计与分析；
第四章为仿真与调试；
第五章为问题总结以及解决；
最后为此次毕业论文的总结和致谢以及参考文献还有附录。
2 系统设计方案
2.1 系统设计要求
1．设计一个数字钟；
2. 数字钟采用格式为00：00：00的六位数码显示管来显示时间到秒，比如13点25分42秒就显示为13:25:42；
3．数字钟需要具有译码的功能以及七段数码管显示电路来让用户方便的读取时间，并且从小时一直显示到秒；
4．数字电子钟包含时钟电路、闹钟电路、校准验证时间电路以及其它很多电路；
6．根据各模块的功能划分，通过一系列的组件和不同规模的电路的分析，它们被用来设计的每个分支电路；
7．通过分析，画出本系统总体的原理图，并且阐述它的构造以及原理。
2.2 系统设计原理
2.2.1 设计主要原理
数字电子钟利用二极管和显示译码器串联了整个电路系统，时间由七位数码管来显示，它们两个相结合即为一个10进制的显示时间的数码管系统，能够巧妙的呈现时间，方便用户。函数发生器的频率可以能够调节，在仿真软件中可以用它来仿真发生信号。频率振荡有两种方法获得，第一种是能够通过晶体振荡器工作来提供相应的脉冲，同样的，第二种是定时器能够被用来产生为1Hz的脉冲，两种都是不错的选择，都可以被选用。数字电子钟的显示首先需要计数器通过计数来输出一个结果，然后经过译码器进行译码，最后再送达显示器进行显示。当用户发现数字电子钟的计时出现了误差，影响了时间的准确度的时候，就可以随时方便的利用校时电路来调节时钟，分钟甚至是秒钟，这些都大大的方便了用户。
利用逻辑门电路来组成整点报时电路，当所有的解码器的输出都满足整点的时候，在这样情况下蜂鸣器就会导通，即整点报时。
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