本發(fā)明涉及數(shù)字鐘技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能數(shù)字鐘設(shè)計。

背景技術(shù)：

數(shù)字鐘被廣泛用于個人家庭，車站，碼頭、辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字鐘的精度，運用超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動起閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電氣的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要由計時電路(1)，脈沖發(fā)生電路(2)，校分校時電路(3)，清零電路(4)，譯碼顯示電路(5)和報時電路(6)組成。計時電路在脈沖電路的作用下，產(chǎn)生24小時的計時，同時校分校時控制計時電路中的使能端進行校分，而清零電路則控制計時電路的清零端實現(xiàn)時鐘的清零功能，最終將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到譯碼顯示電路實現(xiàn)時鐘的顯示。另外將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到報時電路中，完成報時功能。

附圖說明

圖1：數(shù)字鐘的原理框圖

圖2：分頻模塊設(shè)計圖

圖3：2分頻電路圖

圖4：24分頻電路圖

圖5：48分頻電路圖

圖6：100分頻電路圖

圖7：計時電路圖

圖8：秒計時電路圖

圖9：顯示電路圖

圖10：控制模塊圖

圖11：清零電路圖

圖12：保持電路圖

圖13：校分校時電路圖

圖14：星期顯示電路圖

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明主要由計時電路(1)，脈沖發(fā)生電路(2)，校分校時電路(3)，清零電路(4)，譯碼顯示電路(5)和報時電路(6)組成。計時電路在脈沖電路的作用下，產(chǎn)生24小時的計時，同時校分校時控制計時電路中的使能端進行校分，而清零電路則控制計時電路的清零端實現(xiàn)時鐘的清零功能，最終將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到譯碼顯示電路實現(xiàn)時鐘的顯示。另外將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到報時電路中，完成報時功能。

子模塊電路設(shè)計：

優(yōu)選的，分頻模塊設(shè)計如圖2。

優(yōu)選的，2分頻電路是通過將d觸發(fā)器的端與d端接在一起就可以從q端得到觸發(fā)器信號的2分頻信號，如電路圖3。

優(yōu)選的，24分頻器可由模為24的計數(shù)器構(gòu)成，由最高位輸出即可得輸入信號的24分頻信號。模24計數(shù)器由兩片74160通過反饋置數(shù)法構(gòu)成。(圖4中sco和mco是計時模塊小時計數(shù)調(diào)用模24所用。分頻電路中直接置1)。

優(yōu)選的，如電路圖5，48分頻器可由模為48的計數(shù)器構(gòu)成，由最高位輸出即可得輸入信號的48分頻信號。模48計數(shù)器由兩片74160通過反饋置數(shù)法構(gòu)成。

優(yōu)選的，如電路圖6，1000分頻器可由模為1000的計數(shù)器構(gòu)成，由最 高位輸出即可得輸入信號的1000分頻信號。模48計數(shù)器由三片片74160直接串聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選的，如電路圖7，計時電路由一個模24計數(shù)器和兩個模60計數(shù)器構(gòu)成，分別代表時、分、秒各位?；驹硎牵簩⒚胛坏闹梦欢薼dn作為分位的使能端，將分位的置位端ldn作為時位的使能端，高低位之間采用同步的時鐘，時鐘頻率為1hz的脈沖信號。特別要注意的是由于小時跳轉(zhuǎn)時要達到59分59秒故在反饋置數(shù)是條件中要同時包含分位與個位的進位。同時留下使能端與清零端接口給清零保持模塊使用。

優(yōu)選的，如電路圖8，秒計時電路由模60計數(shù)器構(gòu)成。通過兩片74160通過反饋置零法構(gòu)成模60計數(shù)器。當秒計時至59秒的時候由四與非門輸出一個低電平將秒個位及秒十位置零，同時將此低電平作為進位信號傳遞給分個位。

優(yōu)選的，如電路圖9，時計時電路，由模24計數(shù)器構(gòu)成。要注意的是要使進位信號設(shè)計在23時置零進位，必須得等到秒與分信號都計時到59時才能進位清零，所以反饋信號的輸入端還要添加秒和分計時模塊的進位信號。

優(yōu)選的，如電路圖9，顯示電路主要有24選4的數(shù)據(jù)選擇器，計數(shù)器、74138譯碼器、7447顯示譯碼器組成。由于要求是動態(tài)顯示，需要以足夠高的頻率來分別顯示時鐘的時位、分位和秒位。計數(shù)器的作用是驅(qū)動24選4的數(shù)據(jù)選擇器分別選擇時鐘的時位、分位和秒位送給顯示譯碼器7447去驅(qū)動數(shù)碼管發(fā)光，同時又要通過譯碼器74138來選擇使用哪個數(shù)碼管顯示時鐘的時位、分位和秒位。由于時、分、秒每個都需要兩個數(shù)碼管來顯示，所以計數(shù)器應(yīng)該為模6的計數(shù)器。24選4的計數(shù)器可由3個74157組成，其中每個74157的相同的輸出相或后充當新的輸出。

優(yōu)選的，控制模塊由清零，保持，校分校時三個子模塊構(gòu)成如電路圖10。

優(yōu)選的，清零電路比較簡單，通過開關(guān)直接接到計時電路中秒計時，分計時以及時計時的清零端口。通過開關(guān)(圖11的k2為清零開關(guān))的閉 合，來決定是否清零。

優(yōu)選的，保持電路與清零電路類似。都是通過開關(guān)，只是保持電路控制的是電路中的使能端，直接接到秒計數(shù)起的使能端進控制。(圖12的k1為保持開關(guān))。

優(yōu)選的，如電路圖13，校分校時電路，當k為1時，校分模塊輸出1hz的脈沖供給分計時模塊正常計數(shù)；當k為0時，校分模塊輸出2hz的脈沖供給分計時模塊校分。其中為了防止撥開關(guān)時引發(fā)的顫動給校分帶來影響，在校分模塊中加入了消顫的d觸發(fā)器。但注意為了控制校59時跳轉(zhuǎn)為零，在電路的計時電路中還要額外加開關(guān)控制輸入的進位信號。

提高部分設(shè)計：

優(yōu)選的，報時電路是要求電路中的蜂鳴器在每個小時的59分53秒、55秒、57秒發(fā)出低音，而在59分59秒發(fā)出高音。用二進制數(shù)分別表示如表1。

優(yōu)選的，如電路圖14，星期顯示電路難度不大，與計時電路相似。由模7計數(shù)器構(gòu)成。但要注意的是進位端的控制信號要考慮到秒進位信號與分進位信號。

以上所述僅為本發(fā)明專利的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明專利，凡在本發(fā)明專利的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)字鐘技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能數(shù)字鐘設(shè)計。本發(fā)明主要由計時電路(1)，脈沖發(fā)生電路(2)，校分校時電路(3)，清零電路(4)，譯碼顯示電路(5)和報時電路(6)組成。計時電路在脈沖電路的作用下，產(chǎn)生24小時的計時，同時校分校時控制計時電路中的使能端進行校分，而清零電路則控制計時電路的清零端實現(xiàn)時鐘的清零功能，最終將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到譯碼顯示電路實現(xiàn)時鐘的顯示。另外將計時電路的輸出數(shù)據(jù)輸入到報時電路中，完成報時功能。

技術(shù)研發(fā)人員：高芳;覃春華
受保護的技術(shù)使用者：高芳
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.21
技術(shù)公布日：2017.09.29