数字电子钟课程设计说明书

数字电子钟[摘要]:随着现代电子技术的飞跃发展，各类智能化产品相应而出，为人类的生活带来了无比便利。其中数字电路是智能化产品的重要组成部分。数字电路具有电路简单、可靠性高、成本低等优点，本设计就以数字电路为核心设计电子钟。数字钟是一个将“

时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能。电路系统由秒信号发生器、时、分、秒计数器，显示器，校时电路组成。[关键词]:电子钟、计数、秒脉冲

DigitalClock[Abstract]:Withthe

rapiddevelopment

ofmodern

electronictechnology,

thecorresponding

out

allkindsof

intelligentproducts

for

humanlife

hasbrought

tremendous

convenience.

Digitalcircuit

which

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intelligent

products.

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designof

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electronic

circuit

design

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digitalclock

is

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should

function.

Bythe

secondsignal

generator

circuitsystem,hours,minutes,seconds

counter,

display,

timing

circuit.[Keywords]:DigitalClock；Counter；Onesecondpulse

目录1前言.............................................................11.1数字电子钟的现状...........................................11.2设计目的...................................................12设计内容与要求...................................................23电路工作原理及分析...............................................33.1数字钟的基本逻辑功能框图...................................33.2秒信号发生器...............................................33.3时、分、秒计数器电路.......................................43.4校时电路...................................................44数字电路的设计...................................................54.1计数电路的设计.............................................54.2校时电路的设计.............................................75主要芯片的技术参数...............................................85.174LS90芯片................................................85.274LS290芯片...............................................86心得体会.........................................................10参考文献..........................................................11

1前言1.1数字电子钟的现状数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长使用寿命的优点，因此得到了更广泛的使用，数字电子钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路1.2设计目的此次设计数字电子钟是为了了解数字电子钟的原理，掌握数字钟的设计方法，熟悉集成电路的使用方法。从而学会制作数字电子钟。而且通过数字电子钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法，再通过使用Multisim9仿真技术，实际运用能力，独立完整地设计具有一定功能的电子电路。且由于数字电子钟包括组合逻辑电路和时序电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理和使用方法。2设计内容与要求2.1设计内容设计一个有“时”，“分”，“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能的电子钟。2.2设计要求（1）时间以24小时为一个周期，显示满刻度为23时59分59秒。（2）各用2位数码管显示时、分、秒。（3）具有手动校时、校分功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间。

3电路工作原理及分析数字电子钟主要由以下几个部分组成：秒信号发生器，时、分、秒计数器，显示器，校时校分电路。3.1数字钟的基本逻辑功能框图图1数字钟的基本逻辑功能框图3.2秒信号发生器秒信号由秒脉冲发生器（CLOCKVOLTAGE）产生并发出。秒脉冲发生器如图2所示：图2秒脉冲发生器秒脉冲发生器能为数字电路提供一个稳定的100HZ的方波信号，如图3，可保证数字电子钟的走时准确及稳定图3秒脉冲发生器产生的波形3.3时、分、秒计数器电路时、分、秒计数器电路由秒个位和秒十位，分个位和分十位及时个位和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，而时个位和时十位为24进制计数器。3.4校时电路通过开关，触发器，逻辑门组成的校时电路来校时。校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的

4数字电路的设计4.1计数电路的设计由2个74LS90计数器和4个74LS290计数器组成的时分秒的计数电路。4.1.1六十进制计数电路秒计数和分计数单元为60进制计数器，其输出为8421BCD码。采用十进制计数器74LS290来实现时间计数单元的计数功能。由图可知，74LS90为异步清零计数器，有异步清零端12,13脚（高电平有效）。图4六十进制计数器(1)秒计数器电路的电路图如图4所示秒个位计数单元为10进制计数器，无需进制转换，当QAQBQCQD从1001变成0000时，U1向U3的输入端发出一个脉冲信号，使秒十位进1位。秒十位计数单元为6进制，当QAQBQCQD变成0110时，通过与QBQC相连的导线，给U3两个清零端一个信号，把它的两个清零端都变成1，计数器的输出被置零，跳过0110到1111的状态，又从0000开始，如此重复，十位和个位合起来就是60进制。(2)分计数器分的个位和十位计数单元的状态转换和秒的是一样的，只是它要把进位信号传输给时的个位计数单元，电路图如图4所示4.1.2二十四进制计数器电路时计数单元为24进制计数器，其输出为8421BCD码。采用十进制计数器74LS90来实现时间计数单元的计数功能。时计数器电路的电路图如图5所示图5二十四进制计数器当“时”十位的QAQBQCQD为0000或0001时，“时”的个位计数单元是十进制计数器，当个位的QAQBQCQD到1010时，通过与非门使得个位74LS90上的清零端为０，则计数器的输出直接置零，从0000开始。当十位的QAQBQCQD为0010时，通过与非门使得该74LS90的清零端为０，“时”的十位又重新从0000开始，此时的个位计数单元变成4进制，即当个位计数单元的QAQBQCQD为0100时，就要又从0000开始计数，这样就实现了“时”24进制的计数。4.2校时电路的设计数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。如图6所示，当开关J1按下时，直接给分个位计数器一个脉冲信号，使分计数器进1位，同时不影响数字钟的运行。同理，由J2对时计数器进行校对。图6校时校分电路

5主要芯片的技术参数5.174LS90芯片74LS90芯片结构及引脚分布如图7所示，74LS90计数器是一种中规模的二一五进制计数器。它由四个主从JK触发器和一些附加门电路组成，整个电路可分两部分，其中FA触发器构成一位二进制计数器；FD、FC、FB构成异步五进制计数器，在74LS90计数器电路中，设有专用置“0”端R1、R2和置位（置“9”）端S1、S2。图774LS90芯片5.274LS290芯片74LS190芯片的管脚分布如图8所示，其中，R9（1）、R9（2）称为置“9”端，R0（1）、R0（2）称为置“0”端；A、B端为计数时钟输入端，QAQBQCQD为输出端，NC表示空脚。74LS290具有以下功能：置“9”功能：当R9（1）=R9（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出QAQBQCQD=1001，而1001（2进制）=9（10进制），故又称为异步置数功能。置“0”功能：当R9（1）和R9（2）不全为1，并且R0（1）=R0（2）=1时，不论其他输入端状态如何，计数器输出QAQBQCQD=0000，故又称为异步清零功能或复位功能。计数功能：当R9（1）和R9（2）不全为1，并且R0（1）和R0（2）不全为1时，输入计数脉冲，计数器开始计数。图874LS290芯片

6心得体会通过这次课程设计,大大提高了我分析问题的能力，同时提高了运用电工领域有关的软件进行电路模拟仿真的能力，将自己在课堂上学到的数电知识得到充分发挥，解决了很多问题，同时学到了很多元件和芯片的各种用途及性能，从中学到了很多书上没有明白的问题本次的课程设计，是对所学的数电知识的一次综合应用，既考验了我的知识掌握程度，也锻炼了我的动手能力，在设计中，我时常遇到一些问题，经常查资料，请教老师和同学，最终问题一一被解决了，在此过程中，我学到很多新知识，对电工电子课程的学习也更有兴趣了。虽然此次课程设计花费了一番功夫，却让我收获了很多，让我知道了学无止境,永远不能满足现有的知识，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高山峰在等着你。从拿到题目到具体设计，从理论到实践，可以说得算是苦多于甜，但是通过此次设计不仅可以巩固以前学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过得知识。通过这次课程设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会大众服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。在课程设计的过程中，我遇到了很多问题，可以说困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在课程设计的过程中发现自己的不足之处，对以前所学的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我希望学校能多给我们一些动手实践操作的机会，多安排些时间，我想我们学到更多实践相关的知识。就我个人觉得，通过这次电工课程设计——数字电子钟，我渐渐地喜欢上做这方面的设计！因为在此过程中，我学到了很多知识，从中得到了很多快乐！在这次数字电子钟课程设计中，也非常感谢老师的指导和同学的帮助！

参考文献[1]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社04.[2]郭锁利.基于Multisim9的电子系统设计、仿真与综合应用.人民邮电出版社09[3].孙人杰.电路数据手册TTL电路.电子工业出版社。1989[4]康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社,2002[5]曹国清.数字电路与逻辑设计[M].北京：中国矿业大学出版社,2001[6]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,2003

附录资料：不需要的可以自行删除工程竣工资料资料查验表卷内目录工程名称江安学府花园2#楼工程工程内容工程地点开工日期竣工日期监理单位江安县建安监理公司设计单位泸州市轻工勘察设计有限公司施工单位泸州市第九建筑工程公司序号名称文件日期起止页号备注一、建设资料1、单位工程竣工资料2、卷内目录3、单位工程竣工资料目录4、建设工程规划许可证、附件及附图5、工程地质勘察报告6、施工图设计及说明7、消防设计审核意见8、设计文件审查意见9、设计文件审查批准书10、勘察合同11、设计合同12、施工合同13、监理合同14、施工中标通知书序号名称文件日期起止页号备注15、见证取样送检见证人签字16、施工组织设计企业审批表17、监理规划、监理实施细则18、工程质量保证体系审查表19、建设工程质量监督报监登记书20、建设工程质量监督工作方案21、建设工程施工许可证二、监理资料1、监理规划、监理实施细则2、监理备忘录3、监理工作总结（专题、阶段和竣工报告）4、监理工作记录5、工程开工报审表6、施工组织设计（方案）报审表7、施工测量放线报审表8、建筑材料报审表9、主要工程设备选型报审表10、工程构配件报审表11、技术核定报审表12、旁站监理记录表序号名称文件日期起止页号备注13、单位工程质量评估报告三、施工管理、技术资料1、企业资质及项目人员岗位证书审核表2、施工组织设计及施工方案3、施工现场质量管理审查记录表4、单位工程开工报告5、图纸会审记录6、技术核定单7、项目对班组技术交底8、工程定位测量记录9、基槽验线记录10、规划放线、验线单11、建筑材料报审表12、检验批、分项、分部报验表13、主要工程设备选型报审表14、工程构配件报审表15、建筑物垂直度、标高测量记录16、沉降观测记录17、施工总结四、验收与备案资料序号名称文件日期起止页号备注1、地基验槽记录2、基础分部工程验收备案表3、地基与基础工程质量文件汇总表4、桩基础工程质量验收报告5、桩基础工程质量文件汇总表6、主体分部工程验收备案表7、主体结构工程质量文件汇总表8、单位工程质量竣工验收记录9、单位（子单位）工程质量控制资料核查记录10、单位（子单位）工程安全和功能检验资料核查及主要功能抽查记录11、单位（子单位）工程观感质量检查记录12、竣工工程申请验收报告13、消防验收意见14、规划、环保认可意见15、《房屋建筑工程质量保修证书》16、房屋建筑工程和市政基础设施工程勘察文件质量检查报告17、房屋建筑工程和市政基础设施工程设计文件质量检查报告18、房屋建筑工程和市政基础设施工程单位工程质量评估报告（监理）19、工程竣工验收告知单20、四川省房屋建筑工程和市政基础设施工程竣工验收报告序号名称文件日期起止页号备注21、建设工程竣工验收备案书五、质量控制资料（一）、各种物资出厂合格证、质量保证书和商检证等及检测报告1、钢材出厂质量证明单、试验报告汇总表2、钢筋出厂质量证明单3、钢筋抄件证明4、钢筋试验报告5、钢材焊接实验报告汇总表6、焊接试验报告、焊条（剂）合格证7、水泥出产合格证、实验报告汇总表8、水泥出厂合格证、实验报告9、砖出厂合格证、试验报告汇总表10、预制构件出厂合格证、检测报告汇总表11、砌筑砂浆强度评定12、砂浆试块试验报告汇总表13、砂检测报告14、单位工程混凝土试快强度汇总表15、混凝土强度合格评定16、混凝土试验报告汇总表17、混凝土立方体抗压强度检测报告序号名称文件日期起止页号备注18、防水材料合格证、试验报告汇总表19、材料设备合格证、试验单汇总表20、桩检测报告21、隐蔽工程检查记录22、结构吊装距离23、沉降观测记录24、地基验槽记录25、地基与基础分部工程质量验收报告（二）、安装工程各种物资出厂合格证、质量保证书、商检证及检测报告1、雨水管道灌水试验记录2、污水管道立管通球检查记录3、污水管道渗水量试验记录4、通水试验记录5、排水管道灌水试验6、电气材料合格证、试验单汇总表7、避雷接地电阻测试记录8、绝缘电阻测试记录9、接地电阻测试记录（三）、室内环境检测报告六、施工质量验收记录资料序号名称文件日期起止页号备注（一）、单位竣工质量竣工验收记录1、单位工程质量竣工验收记录2、单位（子单位）工程质量控制资料核查记录3、单位（子单位）工程安全和功能检验资料核查及主要功能抽查记录4、单位（子单位）工程观感质量检查记录5、单位工程竣工质量检查报告（二）、地基与基础分部工程质量验收记录1、混凝土结构子分部工程质量验收记录2、混凝土灌桩检查批质量验收记录（一）3、混凝土灌桩钢筋笼检验批质量验收记录4、土方开挖工程检验批质量验收记录5、土方回填工程烟碱批质量验收记录6、钢筋加工检验批质量验收记录7、钢筋安装工程检验批质量验收记录8、模板工程检验批质量验收记录9、混凝土工程施工检验批质量验收记录10、现浇结构混凝土工程检验批质量验收记录11、结构吊装验收记录12、砖