卢俊锋 数电课程设计电子报告 20100309110.

1、 职业技术学院 学生课程设计报告课程名称： 多功能数字时钟 专业班级： 应用电子技术 101班 姓 名： 卢 俊 锋 学 号： 学 期： 20112012 目 录1.封面12.目录23.实验目的34.实验任务35.实验总设计46.实验器材137.实验调试138.结论149.结束语1410.参考文献15多功能数字钟 【摘 要】数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒。数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便而且

2、大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。【关键词】数字钟、振荡器、分频器、

3、译码器、计数器、校时电路 、报时电路。  一、实验目的：1、用中大规模集成电路设计出数字钟2、掌握具有特殊进制的设计方法。3、掌握计数，译码，显示设计。二、实验任务：1、用中规模集成电路设计一个数字钟的计数，译码，显示电路。2、设计六十进制的秒计数器和分计数电路。3、时计数器采用二十四进制，从00开始计数到23后再回到00。4、设计校时装置，能对时分秒分别校正。5、设计整点报时电路。三、电路总设计：1、电路组成及原理： 方案一方案二六十进位进位计器 方案一 方案二二十四进位 秒计数电路秒信号发生电路是数字时钟的核心组成部分，它决定数字时钟的精确与否，这就要求准确组成六十进位

4、电路。这就需要两块74LS90成60进位计数器，因此链接如图所示电路。将第一块的进位信号送到第二块，第二块构成六进位计数，就构成六十进位计数器。 分计数电路分计数电路，同秒一样，够成六十进位计数电路，同样需求两块74LS90，将秒电路的进位信号输入给分电路，然后将电路构成六十进位电路。 时计数电路时计数电路是二十四进位电路，和秒，分电路一样有两块74LS90构成，但构成的是二十四进位。  数字显示电路显示部分是将计时器的数字通过七段显示器显示出来，组成由秒，分，时 组成，使人可以直观看到。4511是一个用于驱动共阴极LED显示器的BCD码七段码译码器，特点有，BCD码转换，消隐，锁存

5、控制，七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流，直接驱动LED显示器。驿马电路译码电路是将计数电路输出的电路通过译码器输入的七段显示器，是显示器可以直接显示计数器输出的信号。矫正电路矫正电路的作用是当电路接通时时间出现差错时用于矫正时间。矫正时钟是数字时钟应有的基本功能，一般电子表具有秒，分，时的矫时功能。对校时电路的要求是 :1在小时校正时不影响分和秒的正常计数 。2在分校正时不影响秒和小时的正常计数 。矫正电路开关功能 报时电路方案一 报时功能也是数字时钟应有的基本功能，它要求每到正点的时候，数字时钟会发出响声，来提示人们时间。电路图如上图所示。整点报时电路要

6、求在每个整点发出音响，因此需要对每个整点进行时间译码，以其输出驱动音响控制电路。若要在每一整点发出五低音、一高音报时，需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。QD4QA4是分十位输出，QD3QA3是分个位输出，QD2QA2是秒十位输出，QD4QA4是秒个位输出。在59分时，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒时，B= QC2 QA2=1；秒个位为0、2、4、6、8秒时，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1，故可以用F1作低音的控制信号。当计数器每计到59

7、分59秒时，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。把F2接至JK触发器控制端J端，CP端加秒脉冲，则再计 1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。用F1控制5次低音、F3控制高音，经音响放大器放大，每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音，0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音，每次音响的时间均为一秒钟，实现了整点报时的功能。方案二方案二电路如图所示，采用多个与非门电路组合而成，但器件较多较复杂。分频电路 分频电路分频电路是数字中必要电路，分频电路的正确与否

8、直接影响数字时钟的准确与否。分哦电路是输出合适的频率以给电路一个合适的信号，使时钟能准确的走动。整机电路图四、实验器材 774LS160四块，4511BD六块，七段显示器七块，与非门若干，蜂鸣器一个，555定时器一片 电源电压+5V 电阻：5.1K、2K各一个，100K四个电容：104PF两个。五、安装调试：1、安装调试时采用的方法：（1）晶体振荡器的安装和调试按图电路连线，输出接发光二极管，观察发光二极管的显示情况。（2）计数器的安装和调试按图连线，计数器输出可接发光二极管，观察在CP作用下CP为1Hz的状态的变化情况，验证是否为六十进制计数器。同理，可以验证二十四进制计

9、数器。（3）校时电路的安装和调试按图电路连线。将电路输出接发光二极管。推动开关，观察在CP作用下，输出端发光二极管的显示情况。开关的不同状态，输出端输出频率比为1：60。（4）整点电路的安装和调试按图电路连线。因为报时电路发出声响的时间是59分50秒至59分58秒之间，59分的状态是不变的。测试时，1kHz的CP信号555谐振器上得到，500Hz的CP信号可将1kHz的信号经二分频得到。QA1,QA2端可接至十进制计数器的相应输出端。观察计数器在CP信号的作用下，发光二极管的显示情况。2、出现的问题及解决方法： （1）时钟电路接好后，我们用秒信号分别接入6片CT74LS161的CP，结果有5片

10、的计数正常，一片始终无法正常计数。后发现该CT74LS161与其它5片型号不同，改换为相同161后即正常计数。 （2）将校时电路接入后出现每到50就进位的现象，后用开关控制校时状态与时钟状态， 分别进行忽布干扰，则电路正常工作。 （3）接入报时电路时，先将发光二极管负极接地，正极接输入高电频。发光二极管没有显示。改用正极接电源，负极接输入高电频的反向信号，发光二极管正常显示。六、结论通过这次数字电路技术的课程设计，通过实现六十进制，二十四进制电路的设计，和对分频器的设计，链接了一个完整的电路，分频器的精确直接影响电路数字时钟的精确与否，通过严密的设计的到一个比较准确的数字时钟。该电路比较简单，

11、很容易理解。在这个电路图是，在开始时不知道如何下手，首先是查资料，看看以前的人都怎么做的，参考别人的做法，了解别人的思路，在不断的学习中逐渐了解到实验的原理，其二是对模拟电路的制作，对安装模拟软件了解，最后是运行模拟电路。六、结束语：在课程设计中，我们学习到了很多的东西：首先，怎么样去查阅资料，收集与课设要用的有关的知识。其次，要完成一件工作，还得专心致志才行，细心耐心。第三，遇到困难要冷静，要多想解决办法，多尝试。 通过这次实验，我们也进一步熟悉数字电路的设计与特点，同时也基本上掌握了用555振荡器和74LS系列的集成对秒、分、时及其进位的实现。而且让我们了解了电路设计的基本思路，增强了实践动手能力，理论结合实际的能力加强。除此以外，我们还深深地认识到严谨、认真的科学态度在科学实验中发挥的重要作用。 数字钟是本次课设中原理比较简单