数字钟时钟电路图设计课设.docx
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数字钟时钟电路图设计课设
1、概述
现今，酒店已成为生活中不可缺少的一部分，是很多旅行者休息的场所。
该课程设计是关于简易酒店客房控制器的设计，主要包括四个方面，24小时时钟的设计，客房服务控制，客房照明控制以及简易稳压直流电源的设计。
数字钟实际上是两个60，一个24进制的计数电路。
由于计数的起始时间有时不与标准时间（如北京时间）一致,故需要在电路上加一个校时电路。
稳压电源的设计是将220v的交流电转换5v的直流电，既可以给多谐振荡器供电，又可以给照明，客房服务进行控制。
2、方案设计
通过对简易酒店客房控制器设计要求的分析，知道设计应分为4部分：
24小时时钟设计、稳压直流电源设计、客房服务控制、客房照明控制。
原理方框图如图1所示：
图1简易酒店客房控制器原理方框图
1、直流稳压电源
变压器将220v交流电降到12v，再通过桥式整流电路，实现整流，然后经过电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V电压。
其原理框图如图2所示：
图2直流稳压电源原理框图
2、24小时可控数字时钟
通过分析，可知需要以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
要想构成数字钟，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。
通过对24小时可控数字时钟仔细分析，可知它由二个60进制计数器，一个24小时计数器，6个显示译码器，6个数码管及3个校正电路组成。
由555多谐振荡器发出1HZ的秒脉冲信号，传给第一个60进制计数器，然后依次传给第二个60进制计数器，24进制计数器，通过译码显示给数码管，从而读出时间。
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。
24小时可控数字时钟原理框图如图3所示：
图324小时可控数字时钟原理框图
3、客房服务控制
通过开关输入信号从而控制“请即清理”，“请勿打扰”。
其原理框图如图4所示：
图4客房服务控制
4、客房照明控制
把220V交流电降到直流稳压电，给灯泡供电，再通过开关控制灯泡的亮灭。
从而实现4路照明控制。
其原理框图如图5所示：
图5客房照明控制原理框图
三、电路设计
1、24小时可控数字时钟
（1）多谐振荡器电路
本电路是能产生1HZ矩形波的多谐振荡器，这里选用由555构成多谐振荡器，输出频率为
（1-1）
令C1=10nf；C2=10uf；得到R1=29K；R2=57K；
其电路图如图6所示，3端和C1端的波形如图7所示：
图6由555构成的多谐振荡器的电路图
图7多谐振荡器的波形
由图可知T2-T1=1.002s约等于1s，满足课设要求，所以由多谐振荡器为计数器提供秒脉冲信号。
（2）时间计数器电路
时间计数电路由秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器及时个位时十位计数器电路构成,其中秒个位和秒十位计数器,分个位和分十位计数器为60进制计数器,而根据设计要求,时个位和时十位计数器为24进制计数器.
秒计时器：
输入1HZ的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向分计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。
分计时器：
接收秒计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，向十位计数器输送1个进位，当十位计数器达到“5”时，同时个位计数器达到“9”时，向计时电路输出1个CP脉冲，并将计数器清零。
时计时电路：
接收分计时电路送来的CP脉冲信号，当个位计数值达到最大值“9”时，想十位计数器输送1个CP脉冲，当十位计数器达到“2”，同时个位计数值为“3”时，将计数器清零。
可采用16进制计数器74161和10进制计数器74160来实现时间计数单元的计数功能。
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q4、Q3、Q2、Q1立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q4、Q3、Q2、Q
1
7段数码管
的状态分别与并行数据输入端P4，P3，P2，P1的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q1·Q2·Q3·Q4·CET。
图8为74LS161构成的10进制计数器：
秒脉冲信号
图874LS161构成的10进制计数器
（3）数码管与译码器
计数器实现了对时间的累计以8421BCD码的形式输出，用7448七段显示译码器与数码管相连构成显示器，如图9所示：
计数器
5V高电平
图9显示电路图
2、直流稳压电源
先用变压器实现降压；再通过桥式整流电路，实现整流；然后经过2.2mf电容，实现滤波；最后通过三端稳压器7805，实现稳压输出+5V电压。
稳压器上加上二极管起到保护电路的作用，为了减少纹波电压，在控制端加上电容C7。
稳压电源电路图如图10所示：
图10稳压电源电路图
3、客房服务控制
本电路是通过用控制灯来显示“请勿打扰”，“请即清理”这几项功能。
电路中连入5v稳压电源，用单刀双掷开关来控制灯亮灭。
平时开关朝向“请勿打扰”，只有当需要时才朝向“请即清理”。
电路如图10所示：
图11客房服务控制电路图
4、客房照明控制
客房照明系统，直接5v直流电压与灯泡相连实现客房照明，用开关进行控制。
电路如图12所示：
图12客房照明控制电路图
四、性能的测试
1、数字时钟性能测试
图13数字钟性能测试图
通过运行，由图13可知数字钟显示的时间为11时16分52秒。
2.稳压电源测试
仿真可知输出电压为直流稳压电4.999v。
稳压电源测试图如图14所示：
图14稳压电源测试图
3、客房服务控制
客房服务控制测试图如图15，图中显示为请即清理。
图15客房服务控制测试图
4、客房照明控制
客房照明服务控制如图16，图中4个灯泡显示状态为亮。
图16客房照明服务控制测试图
5、结论
实验结果完全符合课设的设计要求，系统可以稳定的实现24小时可控数字时钟的显示，客房服务控制，客房照明控制等功能。
6、性价比
本电路采用的是最基本的电子元器件并且都可以在世面上买到，而且都不贵。
本课设的电路原理简单，易于理解，操作方便。
7、课设体会及合理化建议
通过这次课设，我对很多的数模电器件的工作原理及应用有了进一步的了解，在这几天的课设里，我查阅了很多书籍，学会了许多课本上没有学过的东西，感觉这次课设给了我一个与具体实际相接处的机会，以前在课本上学习的知识感觉很枯燥，也不知道将来能否用得上，但是，经过这次课设我接触到了一些与实际相关的知识，通过解决课设的题目，我才感觉到学习书本上的知识是多么的重要，只有掌握了书本上的基础知识才能更好的解决实际问题。
通过这次课设我对以前学过的相关知识又复习了一遍，特别是数模电的相关知识有了进一步的了解，提高了动手能力。
参考文献
[1]阎石主编.数字电子技术[M].北京：
高等教育出版社，2006年
[2]童诗白、华成英主编者.模拟电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，2006年
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
V1
交流电源
220v
1
2
D3
灯泡
5v
1
3
D4
灯泡
5v
1
4
D5
灯泡
5v
1
5
D6
灯泡
5v
1
6
C1
电容
10uF
1
7
C2
电容
10nF
1
8
C3
电容
10uF
1
9
C4
电容
10nF
1
10
C5
电容
2.2mF
1
11
C6
电容
47uF
1
12
C7
电容
100uF
1
13
DS1，DS2，DS3，DS4，DS4，DS6
数码管
DPY_7-SEG
6
14
U7，U8，U9，U10
16进制计数器
74LS161
4
15
U11，U12
10进制计数器
74LS160
2
16
U1，U2，U3，U4，U5，U6
译码器
7448
4
17
U13A,U14A,U15A,U16A
与非门
74LS00
4
18
U17A
三输入与非门
74LF10
1
19
U18，U19，U20，U21
非门
74LS04
4
20
R1
电阻
29k
1
21
R2
电阻
57k
1
22
R3，R4
电阻
10k
2
23
U22，U23
555多谐振荡器
SWSPDT
2
24
SW1，SW2，SW3，SW4
开关
单刀双掷开关
4
25
D1，D2，D4
二极管
DIODE
3
26
S1
开关
SWDIP-4
1
27
D3
桥式整流电路
BRIDGE1
1
28
TF
变压器
1TO1
1
39
U24
稳压器
78L05
1
（注：
本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
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）
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