数字电子钟设计电子设计课程设计报告

1、电子技术课程设计报告数字电子钟设计 学院:课程：小组成员： 姓名：学号：指导老师：日期: 一、选择课题数字电子钟 二、选题意义和技术指标及设计要求 1、数字电子钟设计的意义：数字电子时钟早已成为人们生活中不可缺少的必需品，广泛用于个人家庭及车站、码头、剧院和办公室等公共场所，给人们的生活、工作、学习以及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。而且它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。数字电子时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，数字钟的精度、稳定度远远的超过老式的机械钟表，并且与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，

2、因此具有更广泛的应用。2、数字电子钟的设计要求1）数字电子钟的最基本计时功能要保证正常计时；2）数字电子钟需要有校时部分以防止走时不准，能做到快速调整时间；3）数字电子钟需要有整点报时功能以提醒整点时间的到来；4）尽量设计电路时要做到简洁人性化，尽量避免复杂的操作。3、数字电子钟设计的目的1）熟练掌握我们半年来所学习的数字电子技术基础知识；2）通过设计电路，提高对各种集成电路芯片的认识与理解程度；3）熟悉逻辑电路的特点；4）学会熟练使用电路仿真软件如Multisim的使用；5）提高查找电路故障的能力，培养科学严谨的学习习惯。4、数字电子钟的技术指标1）设计信号发生器并产生1HZ频率的时钟脉冲信

3、号；2）使用7段数码管实现精准的“时”、“分”、“秒”显示计时；3）以24小时为一个循环计数周期；4）具有手动校时功能，可以随时调整时间防止时间走时不准。三、电路设计原理分析 1、整体设计方案 数字电子钟是一种时许组合逻辑电路。原理图如下：校时电路信号发生器秒计数器秒计数器分计数器分计数器时计数器时计数器秒译码器秒译码器分译码器分译码器时译码器时译码器秒显示数码管（个位）秒显示数码管（十位）分显示数码管（个位）分显示数码管（十位）时显示数码管（个位）时显示数码管（十位）该系统由信号发生器、计数器、译码器、显示数码管等几部分组成。该系统的工作过程是：信号发生器产生稳定的脉冲信号，输出的信号频率为

4、1HZ，作为数字电子钟的基准信号。信号发生器产生的每秒一次的方波信号输入到时、分、秒的计数器，秒计数器满60后向分钟计数器进位，分钟计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器以24小时为一个周期循环，满24清零从头开始。所有计数显示都由译码器连接七段数码管显示，当然计数过程中出现误差，可以采用校时电路进行调整。2、各部分电路设计1）信号发生器 信号发生器利用555电路，通过电容电阻定时，产生稳定频率的信号脉冲供数字电子钟的基准计数信号。2）六十进制计数电路设计 整个电子钟电路中秒计数和分计数都要用到六十进制计数电路。 六十进制电路可以利用两片74LS160来实现，具体原理图如下：& COCP

5、 A BCD74LS160（1）RCTTCTPCOCP ABCD74LS160（2）3）二十四进制电路设计： 数字电子钟电路中“时”部分要用到二十四进制计数电路。 二十四进制电路可以用两片74LS160来实现，其原理图如下：&RCTCPCOCP ABCD74LS160（2） COCP A BCD74LS160（1） 4）译码显示电路设计： 译码器与七段数码管相连接，达到翻译代码并显示为数字的作用。七段数码管显示十进制的数字。5）校时电路设计： 对于数字电子钟，校时功能应该说是必不可少的部分。利用单刀双掷开关切断信号脉冲。当开关打到1端时电路正常计数工作，当开关打到2端时，“时”或“分”部分可以

6、自由计数到你想要的时间。6）整点报时电路：采用74LS02和74LS30实现。四、元件清单元件名称个数（个）74LS48674LS160674LS00674LS02174LS301NE555P1七段数码管6单刀双掷开关2蜂鸣器1发光二极管1电阻（100K）2电阻（2K）1电容（4.7F）1电容（0.01F）1插线若干74LS48: 74LS160： 74LS00: 74LS02：74LS30： NE555：五、仿真电路使用数字电子仿真软件Multisim进行仿真。1、脉冲信号发生器根据公式：f = 1.43/C（R1 + 2R2）产生约1HZ的信号脉冲，我们选取C = 4.7F，R1 = R2

7、 =100KNE555构成的信号发生器： 2、校时电路当开关打到一端时电路正常计数计时；当开关打到另一端时，“时”、“分”电路处于校时状态，能实现时分的同时校时。具体仿真电路如下:图中的单刀双掷开关S1和S2，其中的S1是“时”校时开关；S2是“分”校时电路，S1置于上端时电路处于“时”校时状态，处于下端是正常计数状态；S2置于上端时电路处于“分”校时状态，处于下端是正常计数状态。3、计数电路1）24进制计数器： 24进制计数器由两片74LS160连接成，采用了反馈清零法，时钟同步。低位片进位给高位的CTT和CTP。2）60进制计数器：4、显示电路 显示电路由74LS48和七段共阴数码管连接，

8、将74LS160输出的信号翻译到数码管上实现显示十进制数的目的。具体仿真电路如下：5、整点报时电路 整点报时电路将实现59分50秒到59分59秒期间鸣响，在50、52、54、56、58秒时各响一下。具体仿真电路如下：6、总电路如下：六、实验结果信号发生器：信号发生源指示灯555输出波形： 由图看出信号发生器的输出波形的周期约为964ms，可计算出频率约为1.04，和仿真波形几乎相同。整点报时部分：蜂鸣器 总电路七、实验步骤1、查找资料确定选题，最终确定数字电子钟为课设题目。2、查找资料、通过对比确定电路模型及所选取的元件。3、进行Multisim仿真，不断调试，查看仿真结果是否达到我们期望的效

9、果。4、仿真无误后，小组三人列出元件清单，一起去电子商城购买所需元件和电路板。5、按照仿真电路，进行插线。首先连接信号发生器电路，进行调试，使其稳定输出1HZ的脉冲信号。6、连接“秒”电路部分，进行调试，使“秒”部分电路实现正常计数功能，再连接“分”电路，进行调试。7、“秒”、“分”电路计时均正确后连接“时”部分电路，进行调试直至正确计数。8、“秒”、“分”、“时”电路基本计数功能实现后，连接校时电路，进行调试，直至校时效果出现。9、校时完成后，连接整点报时电路，实现整点报时功能。10、所有部分都完成后，进行整个电路所有功能调试，出现故障一部分一部分的检查排除，直至最后效果出来为止。八、个人体

10、会我们小组一共三个人，通过我们的共同努力与相互配合，终于比较圆满地完成了这次课设。在实验过程中有喜有忧，最终能够苦尽甘来，尝到了胜利的果实与成功的喜悦。课程设计是我们电子技术课程中非常重要的一个环节，也是锻炼我们动手能力与综合运用知识的能力、分析与解决实际问题的能力的一个很好的途径。另外在设计电路、分析电路中查阅不少的资料，这样扩展了我在电气技术方面的知识和视野，也培养了创造力。这次课程设计真的可以用“苦尽甘来”来形容，在这个过程中，我们遇到了许许多多的困难，当然也有相应的通过自己的努力解决困难之后的那份喜悦，这份喜悦真的是其他任何喜悦所代替不了的。我们尝到了设计电路的迷茫；我们尝到了那巨多连

11、线的复杂；也尝到了电路连接完成后却没有出现预期效果的那种焦急与烦躁。调试电路真的是最考验人的细心和耐心的一个过程，需要仔细分析查找问题原因，排除故障，再调试周而复始，一次又一次，但功夫不负有心人，我们的坚持，我们的不放弃，终于让我们看到了理想的效果，看到了完整的一个作品。那一刻真的是由衷的开心。科研，就是这么一个让你欢喜让你忧的东西！除此之外，这次课设让我们的动手能力有了很大提高，但也发现了自己有很多不足，在以后的学习中还有待提高。同时也为以后的课程设计积累了一笔丰富的经验，我相信，以后的课设我会越做越好！最后非常感谢老师的耐心指导和帮助，希望我们的课设有更大突破O(_)O！九、小组分工及自我评价1、小组分工：王佳琦（我）：负责整点报时电路和555信号发生器的接线调试和故障排查修改；部分主体电路故障排查。陈京杭：设计并完成multisim电路仿真，仿真电路故障检查和修改；校时电路调试修改和部分电路故障排查。张国锐：负责主体电路包括校时电路、时分秒的计时电路、译码器和七段数码