二十四小时制数字钟系统设计(共14页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）二十四小时制数字钟系统设计班级 / 学号 学 生 姓 名 mandy 指 导 教 师 徐 嵩 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 数字逻辑课程设计 课程设计题目 二十四小时制数字钟系统设计 课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个二十四小时制数字钟系统电路，技术指标如下：该数字钟系统要求利用二十四小时制表示时间，利用6位数码管进行具体时间显示；另外要求有三个按键进行时间调节，一个调整时间功能键，按一次此键进入调时功能；连按两次进入调分功能；连按三次进入调秒功能；另外两个按键分别为“+”功能与“-

2、”功能。 二、设计要求1在选择器件时，应考虑成本。2根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。三、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。2进行实验数据处理和分析。四、推荐参考资料1. 童诗白，华成英主编数字电子技术基础M北京：高等教育出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩 指导教师 日期 一、概述数字钟是采用数字电路实现“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的使用，使得数字钟的精度、稳定度远远超过了机械钟表。钟表的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功

3、能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。本设计就是关于数字钟的设计。本设计的数字钟是二十四小时制的数字钟系统，设备上配备另外有三个按键，分别为空格键，用来控制“时”、“分”、“秒”三个分路的时间调节；W键，用来调整时间起到“+”的作用；Q键，用来调整时间起到“-”的作用。操作时，按一次空格键可以使“时”停止，通过Q和W键来调整时间，同理，按两次空格键调整“分”，三次调整“秒”，四次回到正常运行状态。本报告包括方案的原理，方案的设计步骤，各部分电路的设计，性能的测试，以及设计的心得体会。二、方案的原理本方案

4、主要采用具有加减功能的十进制的计数器74LS192来实现数字钟系统的设计，采用门电路与加法计数器74LS160控制各个分电路的运行，采用门电路的组合实现时间的“+”“-”调整，当调整时间的时候，按下空格键会给对应的74LS160片子一个脉冲从而控制分电路，74HC160片子的输出端连接着门电路与74LS192的片子，配合“+”“-”按键就可以实现对数字钟的时间调整功能。原理框图如图1所示。译码显示电路时计数器分计数器秒计数器调节电路调节电路调节电路控制电路图1 二十四小时制数字钟系统的原理框图 总共三条分电路，分别控制“时”、“分”、“秒”。每条分路，例如控制“秒”的分路中，又由两个显示器，两

5、个计数器和一组利用“+”“-”调整时间的门电路组成。最后通过控制电路，用按下空格键的次数来控制每条分电路的时间调整。三、电路设计1.控制电路控制电路由显示器，开关，门电路，和计数器74LS160组成。当按下1次空格键（开关）时，会给计数器74LS160一个脉冲，同时显示器显示数字1，再通过门电路的组合，使进入控制“时”的计数器74LS192的UP和DOWN引脚的均为高电平，就能控制“时电路”的停止，同理，按下2次控制“分电路”，3次控制“秒电路”，而按下4次空格键时，电路则正常运行。控制电路如图2所示。图2 控制电路2.调节电路调节电路主要由开关和门电路构成，在控制电路中选择了要停止的电路后，

6、通过门电路的组合，给计数器74LS192的UP或DOWN一个低电平，就可以实现“+”、“-”的调节功能，调节电路如图3所示。图3 调节电路 3.计数器与显示电路计数器与显示电路主要由加减计数器74LS192，门电路和显示器组成，完成最基本的数字钟的运行。将“分”和“秒”用两个74LS192片子接成60进制的计数器，将“时”接成24进制的计数器，60进制计数器与显示电路如图4所示，24进制计数器与显示电路如图5所示。图4 60进制计数器与显示电路图5 24进制计数器与显示电路四、性能的测试按电路图连接好电路，调整到23时59分50秒，再正常工作到00时00分00秒。时分秒123XX22359X3

7、2359504000000图6 测试数据表按照测试数据表对电路进行测试，得到如图7,8,9,10所示的结果。图7 测试1结果图图8 测试2结果图图9 测试3结果图图10 测试4结果图五、结论本次测试结果和要求的数据完全一样，任务书的要求是该数字钟系统要利用二十四小时制表示时间，利用6位数码管进行具体时间显示；另外要求有三个按键进行时间调节，一个调整时间功能键（空格），按一次空格键进入调时功能；连按两次进入调分功能；连按三次进入调秒功能；另外两个按键W和Q分别为“+”功能与“-”功能。本设计符合任务书的基本要求，可以实现任务书中要求的功能，并可以完美的运行该数字钟。六、性价比根据电路实现的功能来

8、看，该二十四小时制数字钟系统的性价比还是比较好的。本设计电路主要应用了显示器，74LS192计数器，74LS160计数器，门电路还有开关这五种器件，尽量节省元器件以实现所要求的功能，各个元件间紧密联系，数字钟的实现原理清楚简洁，思路清晰，接法简单，不繁杂，所用原件均为常用的数字电路原件，成本低廉，用此设计可以节约成本，利于生产，并且所设计的电路的功能较为贴近我们日常的生活，较为符合普通市面上所生产出售的数字手表的功能，综合还说此设计性价比较高。七、课设体会及合理化建议经过两周的二十四小时制数字钟系统的数电课程设计，我深入学习了时序逻辑部件的相关知识，查阅了相关图书资料，并借助互联网对该问题的原

9、理进行细致的研究。由于课题比较复杂。设计涉及到加减计数器74LS192等元器件，所以我特别对他们的工作原理进行了较深刻的学习，同时也对他们的实际应用产生了一定的了解。在课程设计的过程中，也出现了一些困扰我的问题，在书籍与互联网都无法解答我困惑的时候，老师给了我许多的讲解与提示，因此，这次的课程设计也离不开老师的帮助，因为对于74LS192这个计数器还不够熟悉，在实现调节功能中的“-”功能时，对于“时”，进行“00”-1的操作时因电路还未完善，会显示“99”而非“23”，通过老师对原理的讲解以及提示，最终，本设计被较为完美的实现了。 通过本次课设，我对数字电子技术基础的知识有了进一步的理解。并且

10、学习使用了一款从未接触过的软件Multisim。在开始时，对此软件还不够熟悉，而在此刻，完成了此次数电课设时，我已经可以较为熟练的应用此软件，并根据所设计的电路进行仿真处理。通过此次的课设，我学习到了许多在课堂上没有学习到的知识，同时也提高了自己的动手能力，设计出了较为实用，贴近现实的系统。把在课本上与自学到的理论融入到了实际中。最后再次感谢老师这些天耐心的指导，使我在本次课设过程之中收获良多，此次的课程设计所带给我的所有的东西也必将在我以后的学习生活道路上起到不可替代的作用。 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 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器.

11、M北京：国防工业出版社，2005年3 谢自美编. 电子线路设计·实验·测试. M武汉：华中理工大学出版社，2000年4 付家才. 电子实验与实践. M北京：高等教育出版社，2004年5 杨兴瑶主编 . 新编实用电子电路500例 . M北京：化学工业出版社，2006年6 南新志、刘计训主编 . 数字电路实验教程 . M济南：山东大学出版社，2003年7 童诗白，华成英主编. 模拟电子技术基础. M北京：高等教育出版社，2006年8 华满清主编电子技术实验与课程设计M北京：机械工业出版社，2005年9 梁宗善编著.电子技术基础课程设计. M武汉：华中科技大学出版社，2009年10 戴伏生主编基础电子电路设计与实践M北京：国防工业出版社，2002年附录I 总电路图附录II