陳均燕　唐渝涵　何鑫　陳龍

摘? 要：在生活中的各種場合經(jīng)常要用到數(shù)字鐘，現(xiàn)代電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，各類智能化產(chǎn)品相應(yīng)而出，數(shù)字電路具有電路簡單、可靠性高、成本低等優(yōu)點，本設(shè)計就以數(shù)字電路為核心設(shè)計數(shù)字鐘邏輯電路。數(shù)字鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外應(yīng)有校時功能和報時、整體清零等附加功能。其主干電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器，時、分、秒計數(shù)器，譯碼器及顯示器，校時電路，整體清零電路，整點報時電路組成。

關(guān)鍵詞：計數(shù);顯示;譯碼;校時;報時

引言：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，無機械傳動裝置等優(yōu)點因而得到了廣泛的應(yīng)用小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直泶蟮杰囌敬a頭機場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。通過設(shè)計與實驗調(diào)試，了解數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計的方法，進一步理解設(shè)計方案與設(shè)計理念，擴展設(shè)計思路與視野。

一、設(shè)計背景

現(xiàn)在是一個知識爆炸的新時代。新產(chǎn)品、新技術(shù)層出不窮，電子技術(shù)的發(fā)展更是日新月異?？梢院敛豢鋸埖恼f，電子技術(shù)的英語無處不在，電子技術(shù)正在不斷改變我們的世界。但在這快速發(fā)展的年代，時間對人們來說越來越寶貴，在快節(jié)奏的生活時，人們往往忘記了時間，一旦遇到重要的事情而忘記了時間，這將會帶來很大的損失。因此我們需要一個定時系統(tǒng)來提醒這些忙碌的人。數(shù)字化的鐘表給人們帶來了極大地方便。

近些年，隨著科技的發(fā)展和社會的進步，人們對電子鐘的要求也越來越高，傳統(tǒng)的時鐘已不能滿足人們的需求。多功能電子鐘不管在性能上還是樣式上都發(fā)生了質(zhì)的變化，有電子鬧鐘，數(shù)字鬧鐘等等。但是在多功能電子鐘中的應(yīng)用已是非常普遍的，人們對電子鐘的功能及工作順序都非常熟悉，卻很少知道它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理。

自從人類有了時間的概念，對時間的要求變得越來越精確。而原先的機械表無法滿足現(xiàn)代人們的緊張需求，于是產(chǎn)生了更直觀、更準(zhǔn)確的電子鐘。

二、總體方案設(shè)計

通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實際知識，我主要提出了兩種技術(shù)方案來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這兩種方案的組成框圖和實現(xiàn)原理分別進行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述我最終選擇方案的原因。

（一）方案比較

1、方案一

此方案主要由六個模塊組成：脈沖產(chǎn)生模塊、時鐘計數(shù)及顯示模塊、校時模塊、整點報時模塊、鬧鐘時間設(shè)置模塊、鬧鐘比較模塊。因為本次設(shè)計的是數(shù)字鐘，所以主要分為兩個大的模塊：鬧鐘設(shè)置和時鐘計數(shù)及顯示。通過脈沖產(chǎn)生模塊，為主電路提供頻率為1Hz的恒定脈沖;通過時鐘計數(shù)及顯示模塊實現(xiàn)顯示功能;通過整點報時模塊，實現(xiàn)發(fā)聲鬧鐘的功能;校時模塊，當(dāng)計數(shù)到需要校正的時間時，使計數(shù)器轉(zhuǎn)入正常計數(shù)，實現(xiàn)校時功能。原理框圖如圖1所示。

2、方案二

本方案主要分為四個模塊：單片機，顯示電路，報時電路，輸入鍵盤。此系統(tǒng)的輸入是通過獨立式鍵盤來完成的，更簡單操作容易;處理模塊（單片機）我們可以選用STC89C52芯片實現(xiàn)，這個芯片更簡單，且功能強大;顯示電路有兩個選擇：數(shù)碼管和1602液晶顯示器。原理框圖如圖2所示。

（二）方案論證

各種方案都可行。

方案一：多采用集成電路，對于現(xiàn)在我們這種剛接觸電路設(shè)計的新手來說，更容易明白其原理和設(shè)計操作。各模塊聯(lián)系緊密，邏輯性更強且多用集成電路，實用性更強，讓我們可以理論實踐相結(jié)合，但其難點在于集成電路引腳較多且功能不同，使各模塊之間連線復(fù)雜，實現(xiàn)電路原理圖繪制時，一出現(xiàn)連錯現(xiàn)象。

方案二：采用單片機，功能強大且操作更簡單;采用按鍵輸入的方法，使電路更容易獲得，更容易控制。但其難點在于單片機設(shè)計編程等技術(shù)方法，是出于現(xiàn)階段的我們還未涉及到的。

（三）方案選擇

方案一具有很強的邏輯性和很強的實用性，在目前只學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)以及模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)上，方案一無疑是可操作性和邏輯性最強的。方案二雖然因單片機的存在功能會更強大，很多功能可以直接通過軟件實現(xiàn)而不需要用到復(fù)雜的邏輯，但因為本次電路設(shè)計不允許使用單片機且現(xiàn)階段的我們未涉及單片機電路，所以選擇方案一。

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