第一篇：數(shù)字鐘課程設計 郭杰

課 程 設 計 說 明 書

數(shù)字鐘課程設計

共

頁

第 1頁

班級：電094

姓名： 學號： 指導教師：

課 程 設 計 說 明 書

目 錄

一、課程設計題目??????????????2

二、課程設計的設計任務和基本要求??????2

三、課程設計題目分析 ???????????2

四、課程設計的電路設計部分 ????????3

五、使用元器件說明 ????????????11

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

電子技術課程設計

一、課程設計題目: 數(shù)字鐘

二、課程設計任務和基本要求: ☆ 設計任務

設計一臺可以顯示時、分、秒的數(shù)字鐘?！?基本要求

●能直接顯示時、分、秒的數(shù)字鐘，要求時針進制為十二進制。●當電路發(fā)生走時誤差時，要求電路具有校時功能。

●要求電路具有整點報時功能，報時聲響為四低一高，最后一響正好為整點。

三、課程設計題目分析: ☆ 設計要點

●設計一個精確的秒脈沖信號產生電路 ●設計60進制、12進制計數(shù)器 ●設計譯碼顯示電路 ●設計分頻器 ●設計校準電路 ●設計整點報時電路 ☆ 工作原理

數(shù)字電子鐘由信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號產生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，一般用555構成的振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標準秒脈沖信號送入“秒計數(shù)器”，該計數(shù)器采用60進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”也采用60進制計數(shù)器，每累計60分，發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用12進制計數(shù)器。譯碼顯示電路將“時、分、秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)經七段顯示譯碼器譯碼，通過六位LED顯示器顯示出來。整點報時電路是根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產生一個脈沖信號，然后去觸發(fā)音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路是來對“時、分、秒”顯示數(shù)字進行校對調整。

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

課程設計的電路設計部分

● 譯碼顯示電路

譯碼電路的功能是將秒、分、時計數(shù)器的輸出代碼進行翻譯，變成相應的數(shù)字。用與驅動LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段譯碼器/驅動器，輸出高電平有效，專用于驅動LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。若將秒、分、時計數(shù)器的每位輸出分別送到相應七段譯嗎管的輸入端，便可以進行不同數(shù)字的顯示。需要數(shù)碼管串聯(lián)電阻R作為限流電阻。

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

●

振蕩器: 通常用555定時器與RC構成的多諧振蕩器，經過調整輸出1000Hz脈沖。

數(shù)據(jù)計算

設計要求振蕩源輸出1kHz的方波，并且占空比為50%。則計算過程如下：

由占空比50%，可知R1=R2。

T=T1+T2=(R1+R2)Cln2

取C=100nF，R1=R2= T/Cln2=0.001/2*0.69C=7.2kΩ

電路圖中取值為7.15kΩ.共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

●

分頻器: 分頻器功能主要有兩個，一是產生標準秒脈沖信號，一是提供功能擴展電 路所需要的信號，選用三片74LS90進行級聯(lián)，因為每片為1/10分頻器，三片級聯(lián)好 獲得1Hz標準秒脈沖。其電路圖如下：

分頻器

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

☆

秒、分、時計時器電路設計

秒、分計數(shù)器為60進制計數(shù)器，小時計數(shù)器為12進制計數(shù)器。實現(xiàn)這兩種模數(shù)的計數(shù)器采用中規(guī)模集成計數(shù)器74LS160構成。

●

60進制計數(shù)器

由74LS160構成的60進制計數(shù)器，將一片74LS160設計成10進制加法計數(shù)器，另一片設置6進制加法計數(shù)器。兩片74LS160按反饋清零法串接而成。秒計數(shù)器的十位和個位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時還作為分計數(shù)器的輸入脈沖CLR(1)。下圖電路即可作為秒計數(shù)器，也可作為分計數(shù)器。

進 制 計 數(shù) 器

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

●

12進制計數(shù)器

由74LS160構成的十二進制計數(shù)器，將一片74LS160設計成2進制加法計數(shù)器，另一片設置1進制加法計數(shù)器。即個位計數(shù)狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0010十位計數(shù)狀態(tài)為Qd Qc Qb Qa = 0001時，要求計數(shù)器歸零。通過把個位Qc、十位Qb相與后的信號送到個位、十位計數(shù)器的清零端，使計數(shù)器清零，從而構成12進制計數(shù)器。電路圖如下: 進 制 計 數(shù) 器

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

● 校時電路

方法一

校時電路是數(shù)字鐘不可缺少的部分，每當數(shù)字鐘與實際時間不符時，需要根據(jù)標準時間進行校時。K1、K2分別是時校正、分校正開關。不校正時，K1、K2開關是閉和的。當校正時位時，需要把K1開關打開，然后用手撥動K3開關，來回撥動一次，就能使時位增加1，根據(jù)需要去撥動開關的次數(shù)，校正完畢后把K1開關閉上。校正分位時和校正時位的方法一樣。其電路圖如下:

校 正 電 路

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

方法二 電路圖如下：

●

整點報時電路

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

仿廣播電臺整點報時電路設計,每當數(shù)字鐘計時快到整點時發(fā)出響聲,四低一高并且以最后一聲高音結束的時刻為整點時刻。

整點報時電路

五、元器件使用說明:

⑴ 集成異步十進制計數(shù)器74LS90原理說明：

集成異步十進制計數(shù)器74LS90它是二-五-十進制計數(shù)器。74LS90具有異步清零和異步置九功能。當R0全是高電平，R9至少有一個為低電平時，實現(xiàn)異步清零。當R0至少有一個低電平，R9全是高電平時，實現(xiàn)異步置九。當R0、R9為低電平時，實現(xiàn)

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

計數(shù)功能。

74LS90功能表如下

:

⑵

555定時器

共 頁

第 1頁

7課 程 設 計 說 明 書

振蕩器由555定時器構成。在555定時器的外部接適當?shù)碾娮韬碗娙菰嫵啥嘀C振蕩器，再選擇元件參數(shù)使其發(fā)出標準秒信號。555定時器的功能主要由上、下兩個比較器Ｃ

1、Ｃ2的工作狀況決定。比較器的參考電壓由分壓器提供,在電源與地端之間加上ＶＣＣ電壓,且控制端ＶＭ懸空,則上比較器Ｃ1的反相端“-”加上的參考電壓為2/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2的同相端“+”加上的參考電壓為1/3ＶＣＣ。若觸發(fā)端 Ｓ的輸入電壓Ｖ2≤1/3ＶＣＣ,下比較器Ｃ2輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｓ輸入端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“1”,從而使整個555電路輸出為“1”;若閾值端Ｒ的輸入電壓Ｖ6≥2/3ＶＣＣ,上比較器Ｃ1輸出為“1”電平,ＳＲ觸發(fā)器的Ｒ輸入端接受“1”信號,可使觸發(fā)器輸出端Ｑ為“0”,從而使整個555電路輸出為“0”?？刂齐妷憾耍郑屯饧与妷嚎筛淖儍蓚€比較器的參考電壓,不用時,通常將它通過電容(0.01μＦ左右)接地。放電管Ｔ1的輸出端Ｑ′為集電極開路輸出,其集電極最大電流可達50ｍＡ,因此,具有較大的帶灌電流負載能力。若復位端 ＲＤ加低電平或接地,可使電路強制復位,不管555電路原處于什么狀態(tài),均可使它的輸出Ｑ為“0”電平。只要在555定時器電路外部配上兩個電阻及兩個電容元件,并將某些引腳相連,就可方便地構成多諧振蕩器。

（3）74LS48譯碼器

7段顯示譯碼器74LS48是輸出高電平有效的譯碼器，其引腳圖和真值表如下：

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

由7448真值表可獲知7448所具有的邏輯功能：

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

（1）7段譯碼功能（LT=1，RBI=1）

在燈測試輸入端（LT）和動態(tài)滅零輸入端（RBI）都接無效電平時，輸入DCBA經7448譯碼，輸出高電平有效的7段字符顯示器的驅動信號，顯示相應字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低電平。（2）消隱功能（BI=0）

此時BI/RBO端作為輸入端，該端輸入低電平信號時，表1倒數(shù)第3行，無論LT 和RBI輸入什么電平信號，不管輸入DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“0”，7段顯示器熄滅。該功能主要用于多顯示器的動態(tài)顯示。（3）燈測試功能（LT = 0）

此時BI/RBO端作為輸出端，端輸入低電平信號時，表1最后一行，與 及DCBA輸入無關，輸出全為“1”，顯示器7個字段都點亮。該功能用于7段顯示器測試，判別是否有損壞的字段。

（4）動態(tài)滅零功能（LT=1，RBI=1）

此時BI/RBO端也作為輸出端，LT 端輸入高電平信號，RBI 端輸入低電平信號，若此時DCBA = 0000，表1倒數(shù)第2行，輸出全為“0”，顯示器熄滅，不顯示這個零。DCBA≠0，則對顯示無影響。該功能主要用于多個7段顯示器同時顯示時熄滅高位的零。

(4)74LS160功能介紹

下圖為74LS160管腳圖及其功能表

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

主要功能介紹

74LS160異步清零端/MR1 為低電平時，不管時鐘端CP信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。

160的預置是同步的。當置入控制器/PE為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3與數(shù)據(jù)輸入端P0-P3一致。對于54/74160，當CP由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限制。

160的計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。

當CEP、CET均為高電平時，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關。

160有超前進位功能。當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0的高電平部分。

在不外加門電路的情況下，可級聯(lián)成N位同步計數(shù)器。

共 頁

第 1頁

課 程 設 計 說 明 書

對于54/74LS160，在CP出現(xiàn)前，即使CEP、CET、/MR發(fā)生變化，電路共頁

第 1頁 的功能也不受影響。

第二篇：數(shù)字鐘課程設計

晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的32768Ｈz的脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。分頻器電路

分頻器電路將32768Ｈz的高頻方波信號經74LS4060和74LS250的二分頻的分頻后得到1Hz的方波信號，可以供秒計數(shù)器進行計數(shù)。分頻器實際上也就是計數(shù)器。時間計數(shù)器電路

時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器，時個位和時十位計數(shù)器可以設計為12進制計數(shù)器或者24進制計數(shù)器，我們這里根據(jù)自己的意愿設計成24進制計數(shù)器。譯碼驅動電路

譯碼驅動電路將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。數(shù)碼管

數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設計采用的為ＬＥＤ數(shù)碼管。

各單元模塊設計和分析 晶體振蕩器電路

晶體振蕩器是構成數(shù)字式時鐘的核心，它保證了時鐘的走時準確及穩(wěn)定。

圖2 晶體振蕩器電路圖

分頻器電路

通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到１Ｈz的秒信號輸入，需要對振蕩器的輸出信號進行分頻。

通常實現(xiàn)分頻器的電路是計數(shù)器電路，一般采用多級２進制計數(shù)器來實現(xiàn)。例如，將32767Ｈz的振蕩信號分頻為１ＨZ的分頻倍數(shù)為32767（２于１５極２進制計數(shù)器。時間計數(shù)單元

時間計數(shù)單元有時計數(shù)、分計數(shù)和秒計數(shù)等幾個部分。

時計數(shù)單元一般為24進制計數(shù)器計數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計數(shù)和秒計數(shù)單元為６０進制計數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。

本實驗采取了74LS90 用兩塊芯片進行級聯(lián)來產生60進制和24進制

秒個位計數(shù)單元為１０進制計數(shù)器，無需進制轉換，只需將Ｑ0與ＣＰ1（下降沿有效）相連即可。ＣＰ0（下降沒效）與１ＨZ秒輸入信號相連，Ｑ3可作為向上的進位信號與十位計數(shù)單元的ＣＰ1相連。

秒十位計數(shù)單元為６進制計數(shù)器，需要進制轉換。將１０進制計數(shù)器轉換為６進制計數(shù)器的１５），即實現(xiàn)該分頻功能的計數(shù)器相當電路連接，其中Ｑ2可作為向上的進位信號與分個位的計數(shù)單元的ＣＰ0相連。

分個位和分十位計數(shù)單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同，也是分個位計數(shù)單元的Ｑ3作為向上的進位信號應與分十位計數(shù)單元的ＣＰ0相連，分十位計數(shù)單元的Ｑ2作為向上的進位信號應與時個位計數(shù)單元的ＣＰ0相連。60進制的連接如圖4所示。時個位計數(shù)單元電路結構仍與秒或個位計數(shù)單元相同，但是要求，整個時計數(shù)單元應為24進制計數(shù)器，所以在兩塊74LS90構成的100進制中截取24，就得在24的時候進行異步清零。24進制計數(shù)功能的電路如圖5所示。

圖5 24進制計數(shù)器電路

主要參考文獻

《電子技術基礎》

康華光

高教出版社 《電子線路設計、實驗與測試》

謝自美

華中科技大學出版社 《電子技術實驗》

汪學典

華中科技大學出版社 課程設計摘要 中文摘要

此次課程設計以數(shù)字鐘為例，全面的利用了所學的知識，設計出了生活中常見的東西。數(shù)字鐘主要有多諧振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器組成。主要芯片有74LS90、CC4511。有多諧振蕩器產生約1Mz信號脈沖。滿24計數(shù)器自動復位，從而實現(xiàn)24 小時計時。

關鍵詞：多諧振蕩器、分頻器、計數(shù)器、74LS90 英文摘要 This design report in detail the digital clock.Making using of our comment study.The digital clock is made of multivibrator type oscillator、divider、counter.Following chips 74LS90 CC4511.When the hour counter reaches the summit of 24,it will return to the beginning point.So ,the whole day is counted.Key word: multivibrator、divider、74LS90

第三篇：數(shù)字鐘課程設計

數(shù)字電子鐘邏輯電路設計

一、實驗目的：

1、掌握數(shù)字鐘的設計方法；

2、熟悉集成電路的使用方法。

二、設計任務和要求：

1、設計一個有“時”，“分”，“秒”（23小時59分59秒）顯示且有校時功能的電子鐘；

2、用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；

3、畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設計報告；

4、選做：①鬧鐘系統(tǒng)。②整點報時。③日歷系統(tǒng)。

三、方案選擇和論證：

1．分秒功能的實現(xiàn)：用兩片74290組成60進制遞增計數(shù)器 2.時功能的實現(xiàn)：用兩片74290組成24進制遞增計數(shù)器 3．定點報時：當分秒同時出現(xiàn)為0時，燈亮。

4.日歷系統(tǒng)：月跟日分別用2片74192實現(xiàn)，月份就接成12進制，日則接成31進制，星期由1片74192組成7進制，從星期一至星期天。

四、方案的設計：

1、可調時鐘模塊：

秒、分、時分別為60、60和24進制計數(shù)器。用兩片74LS290做一個二十四進制, 輸入計數(shù)脈沖CP加在CLKA’端，把QA與與CPLB’從外部連接起來，電路將對CP按照8421BCD碼進行異步加法計數(shù)。通過反饋端，控制清零端清零，其中個位接成二進制形式，十位接成四進制形式。其電路圖如下：

同理利用兩片74290組成的六十進制計數(shù)器，如下圖所示

將兩個六十進制的加法計數(shù)器和一個二十四進制的加法計數(shù)器進行級聯(lián)：將秒的十位進位脈沖接到分的個位輸入脈沖，將分的十位進位脈沖接到時的個位輸入脈沖，這樣就可以組成最基本的電路。2.校時電路： 例如說時的校準，開關1上端接1HZ脈沖，下端接分的進位。當開關打到上端時電路進入校準功能，當開關打到下端時電路進入正常計時功能。其電路如總電路圖所示

3.整點報時：

分別用2個或非門接到分和秒的各輸出個節(jié)點處，再用一個與非門與報時燈鏈接，當輸出同時為零時，即整點時，報時燈就亮了，起到報時功能。本實驗使用LED發(fā)光（1s），其電路圖如下：

4日歷系統(tǒng)：

月和日都用2片74192實現(xiàn)。月份功能則接成13進制，因為月份分日都是從1開始計起，所以要求從0001開始，到1101時，立刻清零，清零時應該切換到置數(shù)狀態(tài)，即將ABCD置1000，通過一個與非門鏈接到LOAD端置零，同時也將計數(shù)器置為0001的狀態(tài)。其電路圖如下所示

日功能74192三十一進制電路圖：

總電路圖：

四、電路調試：

調試這部分工作在EWB仿真軟件上進行。對于電路的調試應該分為幾個部分，分別對電路各個部分的功能都進行調試，之后，每連接一部分都要調試一次。在實現(xiàn)日歷系統(tǒng)時，如月份需要顯示燈顯示1～31。一開始以為只把計數(shù)器鏈接成三十一進制即可，結果顯示燈只顯示0～30，沒有自己預期的結果。經過仔細思考，要把0去掉不顯示，從1開始顯示，而還要顯示31。經過查書，最后，知道開始需置數(shù)成0001狀態(tài)，到1000才清零，清零的同時回到置數(shù)0001狀態(tài)，通過多次鏈接、測試，終于實現(xiàn)了。

在實現(xiàn)校時功能過程中，由于之前想得太過復雜了，浪費了大量時間，最后，經過上網搜索，到圖書館查書，簡單的用了個開關連接到脈沖實現(xiàn)了。

五、收獲心得體會：

整個過程花了我不少時間，可當做完時才發(fā)現(xiàn)做這個數(shù)字鐘是多么簡單的一件事，主要是在調試時花了不少時間，其間換了不少器件，有的器件在理論上可行，但在實際運行中就無法看到效果，所以調試花了我不少時間，有時無法找出錯誤便更換器件重新接線以使電路正常運行。

在實際的操作過程中，能把理論中所學的知識靈活地運用起來，并在調試中會遇到各種各樣的問題，電路的調試提高了我們解決問題的能力，學會了在設計中獨立解決問題，也包括怎樣去查找問題。似乎所有的事都得自己新手去操作才會在腦海中留下深刻的印象，這個小小的課程設計讓我可以熟練的操作EWB軟件，也了解了不少器件的功能的應用，也加深了對數(shù)字電路認識和理解。

本次課程設計主要是用軟件仿真，如果是實際加工電路板就更加鍛煉我們的動手能力了，因此，能力還有待提高。

第四篇：數(shù)字鐘課程設計

南 昌 大 學

數(shù)字電路與邏輯設計實驗報告

姓

名：

付

容 學

號：

6100212236 學

院：

信息工程學院 班

級：

電氣信息I類126班 實驗名稱：

數(shù)字鐘設計

一、實驗目的

1、熟悉數(shù)字系統(tǒng)的分析和設計方法；

2、熟悉根據(jù)任務的要求合理選擇集成器件的方法；

3、學習和掌握數(shù)字鐘的工作原理及設計方法，并且通過對數(shù)字鐘的制作

進一步了解各種中、小規(guī)模集成電路的功能及使用方法；

4、學習使用protel軟件進行電子電路的原理圖設計、印制電路板設計；

5、初步掌握PCB板的制作流程及其工藝；

6、掌握數(shù)字系統(tǒng)的調試方法；

7、提高檢查故障和排除故障的能力。

二、實驗任務

利用中、小規(guī)模集成電路設計并制作一個數(shù)字顯示時、分、秒的時鐘，應具備如下功能：

1、能進行正常的時、分、秒計時功能，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間；

2、時應以24小時計時周期，計數(shù)序列為00—23；

3、計時出現(xiàn)誤差時能校正，可以分別對時和分進行校正。

三、實驗器材

計算機、protel軟件、555定時器一個、6個74LS161、3個74LS90、個74LS48、6個數(shù)碼管、若干個74LS00和74LS04、電源、開關。

四、實驗原理

1、電路的總體原理框圖

數(shù)字鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它

2、數(shù)字鐘的構成的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外應有校時功能。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”計數(shù)器、校時電路、振蕩電路組成。數(shù)字鐘實際上是一個對標準頻率（1HZ）進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標準時間（如北京時間）一致，故需要在電路上加一個校時電路，同時標準的1HZ時間信號必須做到準確穩(wěn)定。通常使振蕩電路構成數(shù)字鐘。

⑴555振蕩電路

555定時器振蕩電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的1KＨz的方波信號，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了555振蕩電路。

⑵分頻器電路

分頻器電路用74LS90芯片將1kＨz的高頻方波信號經3次分頻后得到1Hz的方波信號供秒計數(shù)器進行計數(shù)。分頻器實際上也就是計數(shù)器。

⑶時間計數(shù)器電路

時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為60進制計數(shù)器，而根據(jù)設計要求，時個位和時十位計數(shù)器為12進制計數(shù)器。⑷譯碼驅動電路

譯碼驅動電路將計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。

⑸數(shù)碼管

數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管，本設計提供的為LED數(shù)碼管。

3、數(shù)字鐘工作原理

數(shù)字電子鐘的原理方框圖如上圖，該電路系統(tǒng)由秒信號發(fā)生器、“時、分、秒”計數(shù)器、譯碼器及數(shù)碼顯示管、校時電路、整點報時電路等組成。秒信號發(fā)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，本實驗用555定時器來實現(xiàn)。將標準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用六十進制計數(shù)器，每累計60秒發(fā)出一個“分脈沖”信號，該信號作為“分計數(shù)器”的時鐘脈沖?！胺钟嫈?shù)器”采用六十進制計數(shù)器，每累計60分鐘發(fā)出一個“時脈沖”信號，該信號作為“時計數(shù)器”的時鐘脈沖。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數(shù)器的輸出狀態(tài)經七段顯示譯碼器譯碼，通過LED七段共陰極數(shù)碼顯示管顯示出來。整點報時電路是根據(jù)計時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產生脈沖信號，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實現(xiàn)報時。校時電路是用來對“時”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進行校對調整的。

五、實驗設計方案

1、六十進制計數(shù)器電路

由兩片74160構成的六十進制計數(shù)器如下圖所示。首先將兩片74160構成一百進制計數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成六十進制計數(shù)器。電路的59狀態(tài)譯碼產生LD＇=0信號，同時加到兩片74LS161上，在下一個計數(shù)脈沖（第60個計數(shù)脈沖）到達時將0000同時輸入兩片74LS161中，從而得到六十進制計數(shù)器。進位輸出可有門電路G的輸出直接得到。

2、二十四進制計數(shù)器電路

由兩片74LS161構成的二十四進制計數(shù)器如下圖所示。首先將兩片74160構成一百進制計數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成二十四進制計數(shù)器。電路的23狀態(tài)譯碼產生ＬＤ＇=0信號，同時加到兩片74LS161上，在下一個計數(shù)脈沖（第24個計數(shù)脈沖）到達時將0000同時輸入兩片74LS161中，從而得到二十四進制計數(shù)器。

3、秒信號發(fā)生器電路

秒信號發(fā)生器是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，本實驗用555定時器來實現(xiàn)。先將555定時器的2、6管腳連在一起構成施密特觸發(fā)器，然后再通過RC積分電路構成多諧振蕩器。接入電路的二極管D1、D2使電容C1的充電電流和放電電流流經不同的路徑，充電電流只流經R1，放電電流只流經R2，因此電容C1的充電時間為

T1=R1C1Ln2 電容C1的放電時間為

T2＝R2C1Ln2 輸出脈沖的占空比為

ｑ＝R1/(R1+R2)若取R1=R2=71千歐然后與一個2千歐的電位器串聯(lián)，則電路的振蕩周期為

T=T1+T2=1s

4、校時電路

校準電路實質上是由一個555定時器接成的頻率為1KHz的多諧振蕩器，如下圖示。從圖中可知，秒脈沖進入計數(shù)器，數(shù)字鐘正常工作。校時時先按下按鈕J2，若按下J2則10Hz脈沖信號進入分計數(shù)器的個位，而分脈沖被阻止進入，因而較快的校準分計數(shù)器的計數(shù)值；若按下J1則100Hz脈沖信號進入時計數(shù)器個位，而時脈沖被阻止進入，因而較快的校準時計數(shù)器的計數(shù)值。

5、譯碼顯示電路

譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的輸出代碼進行翻譯變成相應的數(shù)字。用于驅動LED七段數(shù)碼管的譯碼器為74LS48。由74LS48和LED七段數(shù)碼管組成的數(shù)碼顯示電路如下圖所示。將“秒”、“分”、“時”計數(shù)器的每位輸出分別接到相應七段譯碼器的輸入端，便可進行不同數(shù)字的顯示。在譯碼器輸出與數(shù)碼管之間串聯(lián)的為限流電阻。

六、實驗總電路圖

Multisim仿真原理圖

七、實驗仿真結果 1、1kHz脈沖信號：

2、秒時鐘：

3、分時鐘：

4、時時鐘：

5、實驗總仿真圖：

八、實驗總結

1、仿真過程中遇到的問題及解決方法 剛接到數(shù)字鐘這個實驗設計的時候，感覺腦子中一片混亂，理不出來一個清晰的思路。但是我先看了一遍課本，充分理解、熟悉課本中所講的每個集成芯片的功能和它們的接法，然后又查閱了相關的資料。經過這個過程之后，我構思出來了數(shù)字鐘大致的電路圖和所要用到的集成芯片。但是在真正設計、畫電路圖的時候卻不斷出現(xiàn)了一些細節(jié)問題。比如用74LS161芯片構成60進制計數(shù)器后，在Multisim里找不到實驗室用到的CD4511BE型號的譯碼器，那我該如何選合適的譯碼器進行譯碼？用555定時器產生1Hz的秒脈沖信號后，在保證原理圖一定正確的情況下，為什么數(shù)碼管一直顯示0，不會走數(shù)字呢？24進制的地方為什么仿真結果總是會有些不對，從09變成10的時候中間會有一個類似于“8”一樣的數(shù)出現(xiàn)，使得24進制與60進制不能同步進行，總是慢一秒？。于是我又去查資料，并請教了一些同學、老師才逐漸掌握了解決這些問題的方法，最后將問題一個個的擊破了。經上網百度后，我知道用74LS48譯碼比較合適；問同學、老師后，我知道1Hz數(shù)碼管能走數(shù)字，但是周期太長，所以將555定時器改成1KHz的才能很直觀的看到實驗仿真結果；在24進制的個位上加一個非門后就能實現(xiàn)正常功能。經過幾次修改完善之后，我的設計仿真終于做出來了。

2、畫protel原理圖遇到的問題

①用單刀雙擲開關實現(xiàn)校時電路時發(fā)現(xiàn)所選開關沒有封裝，后來經老師點撥在“元件庫”中查找到了帶封裝的單刀雙擲開關；

②不知道花PCB板的時候需要在板子的某個角落放總電源，否則整塊板子無法供電使用，就連555定時器也需要電源驅動才能正常產生脈沖信號，加個電源開關更能使整個電路設計的合理、規(guī)范；

3、心得體會

此次的數(shù)字鐘設計重點在于理論設計、對各種集成芯片的應用和電路本身的原理的熟悉,與電路的仿真和實際的連線有很大的差距。在此次的數(shù)字鐘設計過程中,讓我更進一步地熟悉了芯片的結構及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。在連接六十進制及其進位輸出和用555定時器構成多諧振蕩器的接法中,熟悉了邏輯電路及其芯片各引腳的功能,在電路出錯時能準確地找出錯誤所在并及時糾正。

這次電子課程設計讓我收獲很大，通過這次的設計實驗進一步地增強了實驗的動腦、動手能力。讓我體會到了學習知識時理論聯(lián)系實際的重要性，并發(fā)現(xiàn)自己的知識面是很窄的，對很多簡單的理論問題都比較難于解決，更別說實際的的問題了。所以，以后遇到這種動手操作的能力我一定要格外重視，并且努力完成它，爭取做到最好的效果。

第五篇：數(shù)字鐘課程設計

ORG 0000H SJMP ONE ORG 0003H LJMP ELEVEN ORG 000BH LJMP NINE ORG 001BH LJMP TEN ONE:LED12 EQU 30H;數(shù)碼管12顯示緩存 LED34 EQU 31H;數(shù)碼管34顯示緩存 LED56 EQU 32H;數(shù)碼管56顯示緩存

COUNT EQU 33H;定時器T0（用來走時）計數(shù)值存儲器（計數(shù)中斷20次到1秒）COUNTS EQU 34H;定時器T1（用來預置）計數(shù)值存儲器（計數(shù)中斷15次到預置值加一）HOUR EQU 40H;以下為時間，日期，鬧鈴時間，生日的存儲地址 MIN EQU 41H SECOND EQU 22H YEAR EQU 50H MONTH EQU 23H DAY EQU 52H RH EQU 60H;鬧鈴小時 RM EQU 61H;鬧鈴分 RE EQU 62H;鬧鈴使能 BM EQU 71H;生日－月份 BD EQU 72H;生日－天 MOV LED12,#0 MOV LED34,#0 MOV LED56,#0 MOV COUNT,#0 MOV COUNTS,#0 MOV HOUR,#0 MOV MIN,#0 MOV SECOND,#0 MOV YEAR,#0 MOV MONTH,#1 MOV DAY,#1 MOV RH,#0 MOV RM,#0 MOV RE,#0 MOV BM,#6 MOV BD,#1 BS BIT 00H;birthday symbol生日標志（到生日那天就為1）

SS BIT 01H;set symbol預置信號（按下中斷預置為1，便開始閃爍和預置）GS BIT 02H;glisten symbol閃爍標志 FC BIT 03H;frequency control頻率控制 NB BIT 04H;neglect bitrhday symbol 忽略生日標志 CLR BS CLR SS CLR GS CLR FC CLR NB SETB 05H;生日顯示有效標志位 MOV IP,#02H;中斷優(yōu)先級：T0>INT0>T1 MOV TMOD,#11H MOV IE,#8BH SETB IT0 MOV TH0,#3CH;50ms MOV TL0,#0B0H SETB TR0 MOV R1,#50;顯示延時用 MOV R0,#0;顯示延時用

;************************************************************** TWO檢測開關號 TWO:MOV P0,#0FFH JB P0.5,TWO1 MOV RE,#0A0H;0A0表示鬧鈴無效，送0A0是為了方便將使能查表顯示，表中第A項為“-” SJMP TWO2 TWO1:MOV RE,#0A1H TWO2:JB P0.0,TWO4 JB P0.1,TWO3 MOV LED12,HOUR MOV LED34,MIN MOV LED56,SECOND SJMP THREE TWO3:MOV LED12,YEAR MOV LED34,MONTH MOV LED56,DAY SJMP THREE TWO4:JB P0.1,TWO5 MOV LED12,RH MOV LED34,RM MOV LED56,RE SJMP THREE TWO5:MOV LED12,BM MOV LED34,BD MOV LED56,#0BCH SJMP THREE;************************************** THREE顯示主程序（同時包含了鬧鈴，預置閃爍，鬧鈴功能）THREE:MOV P1,#0 MOV P0,#0FFH MOV DPTR,#TAB3 JNB SS,THREEB;判斷預置信號是否有效，預置有效則轉入判斷閃爍顯示模塊，否則轉入正常顯示模塊

SJMP THREEA THREEB:LJMP THREE11;THREE11是正常顯示并判斷整點報時及鬧鈴模塊

THREEA:JNB P0.3,THREE1;開始是判斷閃爍顯示，這句判斷是否預置分/月/生日的日/鬧鈴分

JNB GS,THREE1;是否閃爍？

LCALL TWELVE;閃爍則調用延時不顯示LED34 SJMP THREE4 THREE1:MOV A,LED34 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE2:SETB P1.3 NOP DJNZ R0,THREE2 CLR P1.3 MOV A,LED34 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE3:SETB P1.2 NOP DJNZ R0,THREE3 CLR P1.2 JNB P0.2,THREE4;判斷是否預置小時/年/生日月/鬧鈴的小時 JNB GS,THREE4;是否顯示小時/年/生日月/鬧鈴的小時 LCALL TWELVE SJMP THREE7 THREE4:MOV A,LED12 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE5:SETB P1.1 NOP DJNZ R0,THREE5 CLR P1.1 MOV A,LED12 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE6:SETB P1.0 NOP DJNZ R0,THREE6 CLR P1.0 JB P0.0,THREE7;數(shù)碼管56只有在顯示日期的天時才有預置閃爍功能，其余三項都不需要判斷閃爍 JNB P0.1,THREE7 JB P0.3,THREE7 JNB P0.4,THREE7 JNB GS,THREE7 LCALL TWELVE SJMP THREE10 THREE7:MOV A,LED56 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE8:SETB P1.5 NOP DJNZ R0,THREE8 CLR P1.5 MOV A,LED56 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE9:SETB P1.4 NOP DJNZ R0,THREE9 CLR P1.4 THREE10:DJNZ R1,TWOA SJMP TWOB TWOA:LJMP TWO TWOB:MOV R1,#50;判斷閃爍一次是否完成 CPL GS;取反閃爍標志，用于控制閃爍的亮和滅 LJMP TWO;一輪顯示完后再判斷開關號;**************************正常顯示

THREE11:LCALL EIGHT;判斷是否取反P1.6即輸出鬧鈴或整點報時，以下每次顯示都要調用一次

JB NB,THREE12;如果是在整點報時狀態(tài)就不顯示生日提醒，報時過后顯示提醒 JNB BS,THREE12 SJMP SEVEN;跳到生日提醒程序

THREE12:CLR NB;開始正常顯示時間及判斷鬧鈴輸出 MOV A,LED34 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE13:SETB P1.3 NOP DJNZ R0,THREE13 CLR P1.3 MOV A,LED34 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE14:SETB P1.2 NOP DJNZ R0,THREE14 CLR P1.2 LCALL EIGHT MOV A,LED12 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE15:SETB P1.1 NOP DJNZ R0,THREE15 CLR P1.1 MOV A,LED12 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE16:SETB P1.0 NOP DJNZ R0,THREE16 CLR P1.0 LCALL EIGHT MOV A,LED56 ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE17:SETB P1.5 NOP DJNZ R0,THREE17 CLR P1.5 MOV A,LED56 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A THREE18:SETB P1.4 NOP DJNZ R0,THREE18 CLR P1.4 LJMP TWO;一輪顯示完后判開關

TAB3:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H 7FH,6FH,40H,7CH,5EH;0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.-.b.d,的字形表“bd”在顯示生日時間時顯示在LED56;**************************************************SEVEN生日時顯示生日祝福語“HAPPY” SEVEN:MOV P1,#01H MOV P2,#76H DJNZ R0,SEVEN SEVEN1:MOV P1,#02H MOV P2,#77H DJNZ R0,SEVEN1 SEVEN2:MOV P1,#04H MOV P2,#73H DJNZ R0,SEVEN2 SEVEN3:MOV P1,#08H MOV P2,#73H DJNZ R0,SEVEN3 SEVEN4:MOV P1,#10H MOV P2,#6EH DJNZ R0,SEVEN4 LJMP TWO;一輪顯示完后判開關

;******************************************************************EIGHT判斷是否鬧鈴子程序 EIGHT:MOV A,RE CJNE A,#0A1H,EIGHT1 MOV A,MIN CJNE A,RM,EIGHT1 MOV A,HOUR CJNE A,RH,EIGHT1 SJMP EIGHT4;鬧鈴時間到則CPLP1.6一次并忽略生日標志（即NB有效）EIGHT1:MOV A,MIN CJNE A,#59H,EIGHT7 MOV A,SECOND CJNE A,#59H,EIGHT5;是否等于59分59秒 EIGHT2:MOV A,COUNT;是否到達后半秒 CJNE A,#10,EIGHT3 EIGHT3:JC EIGHT7 EIGHT4:CPL P1.6 SETB NB SJMP EIGHT7 EIGHT5:MOV A,SECOND CJNE A,#51H,EIGHT6;是否大于51秒 EIGHT6:JC EIGHT7 JNB 10H,EIGHT7;判斷是否報低音

JB FC,EIGHT7;只有FC有效時才輸出

SJMP EIGHT2 EIGHT7:CPL FC;用來控制報低音和高音，滿足報低音條件時，調用兩次本程序對P1.6取反一次，高音時調用一次取反一次

RET;******** NINE中斷（T0）計時程序（包含了秒－分－時－日－月－年間的進位及判斷大小月，平閏年）

NINE:MOV TH0,#3CH;開定時器 MOV TL0,#0B0H SETB TR0 INC COUNT MOV A,COUNT CJNE A,#20,INEAA SJMP AAA INEAA:LJMP NINE1 AAA:MOV COUNT,#0;計時 MOV A,SECOND ADD A,#01 DA A;換成bcd碼以方便顯示 MOV SECOND,A CJNE A,#60H,INEAA MOV SECOND,#0 MOV A,MIN ADD A,#01 DA A MOV MIN,A CJNE A,#60H,INEAA MOV MIN,#0 MOV A,HOUR ADD A,#01 DA A MOV HOUR,A CJNE A,#24H,INEAA MOV HOUR,#0 MOV A,DAY ADD A,#01 DA A MOV DAY,A;************************判斷平閏年及大小月 MOV A,MONTH CJNE A,#02H,TEN6A MOV A,YEAR;把年由BCD碼換成二進制碼 ANL A,#0F0H SWAP A MOV B,#10 MUL AB MOV 24H,A MOV A,YEAR ANL A,#0FH ADD A,24H JB ACC.0,TEN5A;二進制碼后兩位為00表示為閏年 JB ACC.1,TEN5A MOV 24H,#01 MOV A,DAY CJNE A,#30H,NINE1 MOV DAY,#1 SJMP NINE0 TEN5A:MOV A,DAY CJNE A,#29H,NINE1 MOV DAY,#1 SJMP NINE0;**************判斷大小月；大于等于8月時雙月為大月，小于8月時單月為大月 TEN6A:MOV A,MONTH CJNE A,#08H,TEN7A TEN7A:JC TEN9A JB 18H,TEN8A MOV A,DAY CJNE A,#32H,NINE1 MOV DAY,#1 SJMP NINE0 TEN8A:MOV A,DAY CJNE A,#31H,NINE1 MOV DAY,#1 SJMP NINE0 TEN9A:JNB 18H,TEN10A MOV A,DAY CJNE A,#32H,NINE1 MOV DAY,#1 SJMP NINE0 TEN10A:MOV A,DAY CJNE A,#31H,NINE1 MOV DAY,#1;******************* NINE0:MOV A,MONTH ADD A,#01 DA A MOV MONTH,A SETB 05H CJNE A,#13H,NINE1 MOV MONTH,#1 MOV A,YEAR ADD A,#01 DA A MOV YEAR,A NINE1:MOV A,MONTH CJNE A,BM,NINE2 MOV A,DAY CJNE A,BD,NINE2 JNB 05H,NINE2 SETB BS NINE2:RETI;*****************************************TEN中斷（T1）預置加一程序由INT0控制其的開啟與關閉

;*******************判斷預置項目 TEN:MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1 INC COUNTS MOV A,COUNTS CJNE A,#15,TENE MOV COUNTS,#0 JB P0.0,RBRB JB P0.1,DAT SJMP TIME DAT: LJMP DATE RBRB:JB P0.1,BDAT LJMP RTIME BDAT:LJMP BDATE TENE:RETI;**********************預置時間 TIME: JNB P0.3,TEN1 MOV A,MIN ADD A,#01 DA A MOV MIN,A CJNE A,#60H,TENA MOV MIN,#0 SJMP TENA TEN1:JNB P0.2,TENA MOV A,HOUR ADD A,#01 DA A MOV HOUR,A CJNE A,#24H,TENA MOV HOUR,#0 TENA:RETI;******************預置日期 DATE:JNB P0.3,TEN3 MOV A,MONTH ADD A,#01 DA A MOV MONTH,A CJNE A,#13H,TENB MOV MONTH,#1 SJMP TENB TEN3:JNB P0.2,TEN4 MOV A,YEAR ADD A,#01 DA A MOV YEAR,A SJMP TENB TEN4:JNB P0.4,TENB MOV A,DAY ADD A,#01 DA A MOV DAY,A;***************判斷平閏年 MOV A,MONTH CJNE A,#02H,TEN6 MOV A,YEAR ANL A,#0F0H SWAP A MOV B,#10 MUL AB MOV 24H,A MOV A,YEAR ANL A,#0FH ADD A,24H JB ACC.0,TEN5 JB ACC.1,TEN5 MOV A,DAY CJNE A,#30H,TENB MOV DAY,#1 SJMP TENB TEN5:MOV A,DAY CJNE A,#29H,TENB MOV DAY,#1 SJMP TENB;**************判斷大小月 TEN6:CJNE A,#08H,TEN7 TEN7:JC TEN9 JB 18H,TEN8 MOV A,DAY CJNE A,#32H,TENB MOV DAY,#1 SJMP TENB TEN8:MOV A,DAY CJNE A,#31H,TENB MOV DAY,#1 SJMP TENB TEN9:JNB 18H,TEN10 MOV A,DAY CJNE A,#32H,TENB MOV DAY,#1 SJMP TENB TEN10:MOV A,DAY CJNE A,#31H,TENB MOV DAY,#1 TENB: RETI;**************************預置鬧鈴時間 RTIME:JNB P0.3,TEN12 MOV A,RM ADD A,#01 DA A MOV RM,A CJNE A,#60H,TENC MOV RM,#0 SJMP TENC TEN12:JNB P0.2,TENC MOV A,RH ADD A,#01 DA A MOV RH,A CJNE A,#24H,TENC MOV RH,#0 TENC:RETI;************************預置生日日期 BDATE:JNB P0.3,TEN14 MOV A,BD ADD A,#01 DA A MOV BD,A MOV A,BM CJNE A,#02H,TEN15 MOV A,BD CJNE A,#30H,TEND MOV BD,#1 SJMP TEND TEN15:CJNE A,#08H,TEN16 TEN16:JC TEN18 JB 18H,TEN17 MOV A,BD CJNE A,#32H,TEND MOV BD,#1 SJMP TEND TEN17:MOV A,BD CJNE A,#31H,TEND MOV BD,#1 SJMP TEND TEN18:JNB 18H,TEN19 MOV A,BD CJNE A,#32H,TEND MOV BD,#1 SJMP TEND TEN19:MOV A,BD CJNE A,#31H,TEND MOV BD,#1 SJMP TEND TEN14:JNB P0.2,TEND MOV A,BM ADD A,#01 DA A MOV BM,A CJNE A,#13H,TEND MOV BM,#1 TEND:SETB 05H RETI;*******************************ELEVEN中斷（INT0）控制了預置的開關以及生日信號的清除

ELEVEN:JNB SS,ELEVEN1;預置有效時按一次INT0關預置 CLR SS CLR TR1 SJMP ELEVEN3 ELEVEN1:JNB BS,ELEVEN2;預置無效判斷生日信號有效則清除生日信號 CLR 05H CLR BS SJMP ELEVEN3 ELEVEN2:SETB SS;都無效則令預置有效 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB TR1 ELEVEN3:RETI;***************************************************************TWELVE 延時小程序

TWELVE:MOV P1,#0 MOV P2,#0 DJNZ R0,TWELVE TWELVE1:MOV P1,#0 MOV P2,#0 DJNZ R0,TWELVE1 RET