第一篇：數(shù)字電子時鐘設(shè)計

（電子技術(shù)課程）

設(shè)計說明書

數(shù)字電子時鐘

起止日期：

2016 年

11月23日 至

2016年 11月 27 日

學(xué)生姓名

班級 學(xué)號

成績

指導(dǎo)教師(簽字)

交通工程學(xué)院（部）2016年

11月

29日

數(shù)字電子鐘

設(shè)計一個數(shù)字電子鐘，具體要求：

1、以24小時為一個計數(shù)周期；具有“時”、“分”、“秒”數(shù)字數(shù)碼管顯示電路；

2、具有校時功能；

3、整點前10秒，數(shù)字鐘會自動報時，以示提醒；

4、設(shè)計+5V直流電源。（設(shè)計220V輸入，+5V輸出）

5、啟動電路。

6、用PROTEUS畫出電路原理圖仿真成功再用數(shù)字電子技術(shù)實驗箱驗證。；

設(shè)計步驟及內(nèi)容：

一、首先對本次設(shè)計所需要用到的器件的引腳及功能進行詳細的了解 1、555定時器

“1”腳為公共接地端GND；“8”腳為正電源電壓VCC；“2”腳是觸發(fā)端；“4”腳為復(fù)位輸出端； “7”腳為放電端；“6”腳位閾值端；“5”腳為控制電壓輸入端；“3”腳是輸出端。2、74LS163

CEP、CET：計數(shù)使能輸入端，高電平有效；CLK：時鐘脈沖，上升沿觸發(fā)；

MR：清零端，低電平有效；LOAD：并行置數(shù)使能端，低電平有效；RCO：進位信號輸出端； D[0:3]:并行二進制數(shù)據(jù)輸入端；Q[3:0]：計數(shù)狀態(tài)輸出端。

二、實驗步驟

1、連接555定時器，產(chǎn)生1Hz方波。

首先將555定時器按照如圖所示的接法連接起來，并根據(jù)555定時器電容充放電時間的計算確定各元件的取值。

電容充電時間T=0.7(R1+R2)C1 為使555定時器輸入1Hz的方波，經(jīng)計算各元件的取值為 R1=43K，R2=51K，C1=10u F，C2=0.01u F。3腳作為時鐘脈沖的輸出連接到各個計數(shù)器的CLK。

2、時鐘電路的連接

本次設(shè)計使用的是74LS163芯片，因為它是16進制計數(shù)器，所以需要在控制端加上適當(dāng)?shù)拈T電路使其構(gòu)成十進制計數(shù)器，將計數(shù)器按照如圖所示的方式連接起來。

a、秒各位

將輸出端的Q3、Q1用與門（74LS08）連接起來并輸入到清零端MR，其目的是為了構(gòu)成十進制，當(dāng)計數(shù)器計數(shù)到9時，與門U1打開，經(jīng)過非門U1A輸出低電平使得MR在下一個脈沖上升沿時清零。

b、秒十位

與秒各位不同的是，秒十位的使能端是由各位Q3、Q1相與的電平控制的，秒十位的進位的條件是當(dāng)各位為9時，在下一個脈沖的上升沿來臨時進位。秒十位的清零需要等到個位為9且十位為5時，U2與U3經(jīng)過U4輸出高電平再經(jīng)過U3A輸出低電平，是的MR在下一個脈沖上升沿是清零。

c、分個位

分各位的構(gòu)成原理與秒個位相似，不同的是控制端上的門電路換成了與非門U4(為了使之后方便連接門電路)，分個位的使能信號由U3輸入，清零條件為分個位為9，秒為59時清零，清零信號由U5A輸出的低電平提供。

d、分十位

分十位的構(gòu)成原理與秒十位相似，使能信號由U4輸出的高電平提供，清零條件為分為59，秒為59，清零信號由U7A輸出的低電平提供。

e、時

時個位的使能信號由U7提供，時十位的使能信號由U9提供。時個位有兩個清零信號，一個是當(dāng)它自身為9時，等到下一個時鐘脈沖的上升沿時清零，另一個是當(dāng)十位為2，個位為3時，十位和個位同時清零。用與非門U12將個位Q2和十位Q1相連，再將兩個清零信號相與，實現(xiàn)清零工作。

完整的時鐘電路如下圖所示

3、校準電路

校準電路連線圖如圖所示，當(dāng)開關(guān)打在右邊時，U14B關(guān)閉不工作，U14C送出一個高電平信 6

號，等到秒對分的進位信號來臨時和進位信號通過U15A送出一個低電平，使得U15B打開，又因為U15B接入了分個位的使能端，所以相當(dāng)于開關(guān)打在右邊時校準電路成為分個位的使能信號進位信號；開關(guān)打在左邊時，U14C關(guān)閉不工作，U14B送出一個高電平信號，然后與秒脈沖信號通過U14D送出一個低電平接入分個位的使能端，所以相當(dāng)于開關(guān)打在左邊時，分個位接收了一個秒脈沖信號，使得它能像秒鐘一樣計時并且能向十位進位，就相當(dāng)于校準功能，當(dāng)分鐘跳到你想要的時間時把開關(guān)打到右邊（此時時鐘電路照常工作）從你調(diào)整好的時間繼續(xù)計數(shù)，達到校準的目的。（時的校準電路與分的校準電路一樣）

但是直接把校準電路這樣連入時鐘電路會出現(xiàn)一些問題，就是在校準的時候分會出現(xiàn)16進制，所以就需要在電路中加入反饋，將它控制到10進制，具體的反饋連接方式如圖所示(不能接在MR端，不然會使電路出現(xiàn)問題)時鐘電路與校準電路如圖所示 將開關(guān)打到左邊進行校準:

完成之后將開關(guān)打到右邊繼續(xù)計數(shù)：

4、報時電路

報時電路使用的是74HC30芯片，它是一個8輸入與非門芯片，只有當(dāng)所有輸入都為1時輸出為0，使得喇叭能夠正常工作（喇叭一端接高電平一端接低電平），因為是整點報時，所以秒個位就不用接入芯片，只需在多余的兩個引腳接入電源就可以實現(xiàn)在59分50秒到59秒的報時，具體接法如下圖所示

整個可校準可報時的數(shù)字電路如圖所示

三、心得體會

本次數(shù)字電子課程設(shè)計是我覺得收獲非常大的一次實習(xí)，而這次課程設(shè)計給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識來設(shè)計作品的平臺。

在本次課程設(shè)計中，我更加熟悉Proteus軟件的操作了，同時對74LS163、74LS161、74HC30、555等芯片加深了了解，和對它們的使用，對于數(shù)字、模擬電路的綜合運用有了更深一步理解，為以后的電路分析和設(shè)計奠定了一定的基礎(chǔ)。

本次課程設(shè)計很遺憾沒能選擇最有挑戰(zhàn)性的課題來做，因為基礎(chǔ)知識不夠扎實，做數(shù)字電子時鐘也是費了很大勁。

這次設(shè)計我主要覺得有兩個難點：

一、從一開始沒選擇十進制計數(shù)器來做，所以使設(shè)計的電路看起來很復(fù)雜，并且進位需要考慮的很周全，越高位必要條件越多，所以用了許多門電路；

二、校準電路直接連入電路會產(chǎn)生十六進制，所以需要加反饋，在最開始不太理解反饋的意思，又去翻了數(shù)電書還問了老師很多次，接了很多遍才將反饋接出來。

但是最后成功了看著自己能把理論知識運用到實際，心里還是非常開心的，在做課題的這幾天學(xué)會了很多，對仿真也產(chǎn)生了濃厚的興趣，想自己試著在課余時間再做做幾個課題。

第二篇：數(shù)字電子時鐘實驗報告

華大計科學(xué)院

數(shù)字邏輯課程設(shè)計說明書

題目：

多功能數(shù)字鐘

專業(yè)：

計算機科學(xué)與技術(shù)

班級：

網(wǎng)絡(luò)工程1班

姓名：

劉群 學(xué)號：

1125111023

完成日期：

2013-9

一、設(shè)計題目與要求

設(shè)計題目：多功能數(shù)字鐘 設(shè)計要求：

1.準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。2.小時的計時可以為“12翻1”或“23翻0”的形式。

3.可以進行時、分、秒時間的校正。

二、設(shè)計原理及其框圖 1.數(shù)字鐘的構(gòu)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。圖 1 所示為數(shù)字鐘的一般構(gòu)成框圖。

圖1 數(shù)字電子時鐘方案框圖 ⑴多諧振蕩器電路

多諧振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率1Hz 的信號，可保證數(shù)字鐘的走時準確及穩(wěn)定。⑵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(gòu)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(shè)計要求，時個位和時十位計數(shù)器為24 進制計數(shù)器。⑶譯碼驅(qū)動電路

譯碼驅(qū)動電路將計數(shù)器輸出的8421BCD 碼轉(zhuǎn)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。⑷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(shè)計提供的為LED數(shù)碼管。2.數(shù)字鐘的工作原理 ⑴多諧振蕩器電路

555 定時器與電阻R1、R2，電容C1、C2 構(gòu)成一個多諧振蕩器，利用電容的充放電來調(diào)節(jié)輸出V0，產(chǎn)生矩形脈沖波作為時鐘信號，因為是數(shù)字鐘，所以應(yīng)選擇的電阻電容值使頻率為1HZ。⑵時間計數(shù)單元

六片74LS90 芯片構(gòu)成計數(shù)電路，按時間進制從右到左構(gòu)成從低位向高位的進位電路，并通過譯碼顯示。在六位LED 七段顯示起上顯示對應(yīng)的數(shù)值。⑶校時電源電路

當(dāng)重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進行人工出觸發(fā)計數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計時狀態(tài)即可。

根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時校正功能。因此，應(yīng)截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。圖8所示即為帶有基本RS 觸發(fā)器的校時電路。

三、元器件

1.實驗中所需的器材 單刀雙擲開關(guān)4 個.5V 電源.共陰七段數(shù)碼管 6 個.74LS90D 集成塊 6 塊.74HC00D 6個 LM555CM 1個 電阻 6個 10uF 電容 2個

2.芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖

圖2 LM555ＣＭ集成塊

圖3 74LS90D集成塊

五、各功能塊電路圖

1秒脈沖發(fā)生器主要由555 定時器和一些電阻電容構(gòu)成，原理是利用555 定時器的特性，通過電容的充放電使VC 在高、低電平之間轉(zhuǎn)換。其中555 定時器的高、低電平的門閥電壓分別是2/3VCC 和1/3VCC電容器充電使VC 的電壓大于2/3VCC 則VC 就為高電平，然

而由于反饋作用又會使電容放電。當(dāng)VC 小于1/3VCC 時，VC 就為低電平。同樣由于反饋作用又會使電容充電。通過555 定時器的這一性質(zhì)我們就可以通過計算使他充放電的周期剛好為1S這樣我們就會得到1HZ 的信號。其中555 定時器的一些功能對照后面目錄。其中 555 定時器組成的脈沖發(fā)生器電路見附圖4.圖4 555 定時器組成的脈沖發(fā)生器

由于我們要得到1HZ 的信號，所以我們就可以通過555 定時器充放電一次所需的時間的公式。將那時間設(shè)為1S然后設(shè)定兩個電阻計算出另外那個電容值.在設(shè)定電阻值時我們要記住將電阻值設(shè)為比較常用的那種電阻值，得到的電容值也盡可能讓它是比較普遍使用 的。這樣就避免了在實際組裝過程中很難買到當(dāng)初設(shè)定的那電阻和計算出 的電容值。

在這次設(shè)定中我們設(shè)定的電阻值RA=10KΩ，RB=62kΩ，C=10uF 經(jīng)公式

f = 1.43 ÷【（RA + 2RB）×C 】 可得近似為1HZ。

2、利用一個LED 數(shù)碼管一塊74LS90D 連接成一個十進制計數(shù)器，電路在晶振的作用下數(shù)碼管從0—9 顯示見圖5。

圖5、利用2 片74LS90D 芯片連接成一個六十進制電路，電路可從0—59 顯示。第一片74LS90D芯片構(gòu)成10 進制計數(shù)器，第二片74LS90D 芯片構(gòu)成6 進制計數(shù)器。74LS90D 具有異步清零功能。

在第一片74ls90 構(gòu)成的十進制計數(shù)器中，當(dāng)?shù)谑畟€脈沖來到時。此時他的四級觸發(fā)器的狀態(tài)為“1001”。這時他就會自動清零。同時給第二片74ls90 構(gòu)成的6 進制計數(shù)器進一，第六個脈沖進位到來時，此時第二片74ls90 芯片的觸發(fā)器的狀態(tài)為“0110”，這時QB,QC 均為高電平。將QB 與RO1 相連，將Ro2 與Qc 相連，就會進行異步清零。如此循環(huán)就會構(gòu)成60 進制計數(shù)器.見附圖6.圖6 十六進制電路

4、利用2 片74LS90D 芯片構(gòu)成24 進制計數(shù)器。一片構(gòu)成二進制計數(shù)器，一片構(gòu)成四進制計數(shù)器。由于74LS90D 芯片清零是由兩個清零端控制的，所以當(dāng)?shù)?4 個脈沖到來時，第一片74lLS90D芯片的Qc 為高電平。第二片74LS90D 芯片的Qb 為高電平，讓第一片74LS90D 芯片的Qc 與兩片芯片的Ro1 相連.讓第二片74ls90 芯片的QB 與兩片芯片的Ro2 相連。當(dāng)?shù)?4 個脈沖到來時就會進行異步清零。如此循環(huán)就會構(gòu)成24 進制計數(shù)器。見附圖7.圖7 24進制電路

5、數(shù)字鐘電路由于秒信號的精確性和穩(wěn)定性不可能坐到完全準確無誤，又因為電路中其他的原因數(shù)字鐘總會產(chǎn)生走時誤差的現(xiàn)象。所以，電路中就應(yīng)該有校準時間功能的電路。在這次設(shè)計中教時電路用的是一個RS 基本觸發(fā)器的單刀雙置開關(guān)，每搬動開關(guān)一次產(chǎn)生一個計數(shù)脈沖.實現(xiàn)校時功能。見附圖8。

7、利用兩個六十進制和一個二十四進制連接成一個時、分、秒都會進位的電路總圖。見附圖8

圖8 總電路圖

六、心得體會

在這次設(shè)計中我們深深地體會到了理論跟實踐的不同，理論學(xué)的再好不會動手那也只能是紙上談兵。我們了解了集成電路芯片的型號命名規(guī)律，懂得了沒有某種芯片時的替代方法，以及在網(wǎng)上查找電子電路資料的方法，掌握了各芯片的邏輯功能及使用方法，進一步熟悉了集成電路的引腳安排，掌握了數(shù)字鐘的設(shè)計方法，明白了數(shù)字鐘的組成原理以及工作原理。掌握了計數(shù)器的工作原理，以及計數(shù)器進制的組成方法和級聯(lián)方法，實現(xiàn)了一次理論指導(dǎo)實踐、理論向?qū)嵺`過渡的跨越，雖然期間遇到一些困難，但這些困難卻增強了我們分析問題、解決問題的能力，使我們以后不僅只學(xué)習(xí)書本中的理論知識，而且知道學(xué)以致用，動過動手實踐是我們對書本中的理論知識掌握地跟牢固、理解地跟深刻，這對我們今后的工作及學(xué)習(xí)有積極的影響。這次課程設(shè)計不僅再次復(fù)習(xí)了數(shù)字電子和模擬電子,而且讓我對于芯片的使用更加了解。增加了我的動手操作能力，加深了對該軟件的了解。這就是這次課程設(shè)計的成果，相信這些實際的操作經(jīng)驗會是我們以后的寶貴財富。

第三篇：數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計2

數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計

題目：

數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計

目錄

一、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求…………………………………………（3）

二、設(shè)計方案論證

…………………………..………….（3）1.總體方案及框圖 2.各部分論證

三、單元電路設(shè)計…………………………………………………（4）1.振蕩器 ………………………………………………………（4）2.秒、分、時計數(shù)器…………………………………………（5）

3.顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）

4.分頻器……………………………………………………（7）5.報時電路…………………………………………………（9）

四、總體電路設(shè)計及原理………………………………………（13）

五、元器件明細表………………………………………………（10）

六、心得體會……………………………………………………（11）

七、參考文獻……………………………………………………（11）

一、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求 1.設(shè)計任務(wù)

數(shù)字電子鐘的邏輯電路 2.設(shè)計要求

（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準秒信號。

（2）設(shè)計一個有“時”、“分”、“秒”（23小時59分59秒）顯示切且具有校時、校分、校秒的功。

（3）整點報時功能。要求整點差10秒開始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實驗箱上進行組裝和調(diào)試。（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計，實驗總結(jié)報告。

二、設(shè)計方案論證

數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時分秒計數(shù)器、校時電路、報時電路。

圖一

對于各個部分而言

數(shù)字鐘計時的標準信號應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標準時間源。?

數(shù)字鐘計時周期是24小時，因此必須設(shè)置24小時計數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計數(shù)器和分計數(shù)器及模為24的時計數(shù)器組成，秒、分、時由七段數(shù)碼管顯示。?

為使數(shù)字鐘走時與標準時間一致，校時電路是必不可少的。設(shè)計中采用開關(guān)控制校時直接用秒脈沖先后對“時”“分”“秒”計數(shù)器進行校時操作。?

能進行整點報時。在從59分50秒開始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號，此信號結(jié)束即達到正點。?

三、單元電路設(shè)計 1.各獨立功能部件的設(shè)計（1）、振蕩器 振蕩器是計時器的核心，其作用是產(chǎn)生一個標準頻率的脈沖信號振蕩頻率的精度和 穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方 案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用 振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反 向器構(gòu)成一個穩(wěn)定性極好、精度較高 的時間信號源。改變電容C可以

圖 二

石英晶體振蕩器

振蕩器的頻率進行微調(diào)，再通過一個反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號。

第二種方案如圖三采用集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時，可以得到秒脈沖信號。

圖三 方波信號發(fā)生器

附555定時器的功能表 輸

出 輸

出

閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止 >2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通 <2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變

（2）秒、分、時計數(shù)器

U1到U6 六個74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時計數(shù)器。

U1、U2共同構(gòu)成秒計數(shù)器，它由兩個74LS161構(gòu)成六--十進制的計數(shù)器，如圖四。U1作為秒個位十進制計數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號脈沖作為計數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個位的計時值送至秒個位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。?

U2作為秒十位六進制計數(shù)器，它的計數(shù)脈沖輸入受到秒個位U1的控制，其計數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計數(shù)器計到0011，即清零信號到復(fù)位輸入端時，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計時值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。U3、U4分別構(gòu)成分個位十進制和分十位六進制計數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時為“0”，使計數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進制計數(shù)器。?

圖四 六十進制計數(shù)器

U5、U6共同構(gòu)成時計數(shù)器，它由兩個74LS161構(gòu)成六十進制的計數(shù)器?

如圖五。U5作為時十位計數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時信號脈沖作為計數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個位的計時值送至秒個位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。當(dāng)計數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時為“0”，使計數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進制計數(shù)器。

U12

圖五

二十四進制計數(shù)器

（3）顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管

六個74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動LED七段數(shù)碼顯示對應(yīng)的十進制數(shù)。74LS248的顯示功能：

顯示功能見功能表的上半部分。[DCBA]是二進制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時，數(shù)碼管熄滅。實驗時要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護LED數(shù)碼管。表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表 十進制

或功能 輸

入

輸

出

D

C

B

A

a

b

c

d

e

f

g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 H H H H H H H H H H H H H H H H H ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′

′ L

L L

L L

L L

L L

H L

L L

H H

L H

H L

L

L

H

L

H L

H

H

L L

H

H

H H H H H H H H H H H H H H H H H

H

H

H

H

H

H

L

L

H

H

L

L

L

L

H

H

L

H

H

L

H

H

H

H

H

L

L

H

L

H

H

L

L

H

H

H

L

H

H

L

H

H

H

L

H

H

H

H

H

H

H

H

L

L

L

L

圖六 74LS248顯示字型與輸入的對應(yīng)關(guān)系

如圖七，六個LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點亮電流在5～10mA。六個LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個位、十位；分個位、十位；時個位、十位的計數(shù)十進制數(shù)

圖七 顯示譯碼/驅(qū)動器和數(shù)碼顯示管（4）分頻器

分頻器電路是由三個74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進制計數(shù)器，它由一個一位二進制計數(shù)器和一個異步五進制計數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進制計數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時，才能夠在計數(shù)脈沖（下降沿）作用下實現(xiàn)二—五—十進制加計算。因為要對輸入的脈沖進行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號方波脈沖，成為秒、分、時計數(shù)器的計數(shù)脈沖和時間校準信號。

將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個時鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。

經(jīng)過U1、U2計數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時脈沖。

圖八

分頻器 附74LS90二—五—十進制計數(shù)器功能圖 復(fù)位輸入 置位輸入 輸出

R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計數(shù) L × × L 計數(shù) × L L × 計數(shù) × L × L 計數(shù)

JK觸發(fā)器的功能表 J K Qn Qn+1 說明 0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變 1

0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同

0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同

1 1 0 1 每輸入一個脈沖輸出狀態(tài)改變一次

0

（五）報時電路

整點報時電路要求在每個整點發(fā)出音響，因此需要對每個整點進行時間譯碼，以其輸出驅(qū)動音響控制電路。如圖九。

若要在每一整點發(fā)出五低音、一高音報時，需要對59分50秒到59分59秒進行時間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個位輸出。在59分時，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時，B= QC2 QA2=1；秒個位為0、2、4、6、8秒時，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時等于1，故可以用F1作低音的控制信號。當(dāng)計數(shù)器每計到59分59秒時，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計1秒到達整點時F3=1,故可用F3作一次高音控制信號。

用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計數(shù)器累計到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時間均為一秒鐘，實現(xiàn)了整點報時的功能。

圖九

整點報時電路

四、原理圖（見最后一頁）

五、元器件明細表

序號 元器件名稱 型號規(guī)格 數(shù)量（個）備注 U0 集成定時器 5G555定時器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計數(shù)器 U7～U9 異步十進制計數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器

U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時的數(shù)字 U11～U12 與非門 多輸入與非門 2 U13 J-K觸發(fā)器

C1、C2 電容C1=C2=104pf R1 R2 電阻R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻R=1k,R`=47 U14 U20 門器件 非門 1

U15～U19 門器件 與門 6 多輸入與門 U21～U23 門器件 與非門 3 多輸入與非門 U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級管 U26 喇叭實現(xiàn)鬧鈴

六、設(shè)計體會

在整個課程設(shè)計完后，總的感覺是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實際價值的東西。在這個過程中，我的確學(xué)得到很多在書本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計要求，如何找到錯誤的原因，如何利用計算機來畫圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時遇到了一個錯誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯了，有時更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問題在課堂上不可能犯，在動手的過程中卻很有可能犯。特別是在接電路時，一不小心就會犯錯，而且很不容易檢查出來。但現(xiàn)在回過頭來看，還是挺有成就感的。

七、參考文獻

姚福安.電子電路設(shè)計與實踐.山東科學(xué)技術(shù)出版社第一版.2002 楊志亮.電路原理圖設(shè)計技術(shù).西北工業(yè)大學(xué)出版社第一版.2003 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)..高等教育出版社第四版.1998 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社第三版.2001 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2002 蘇止麗.數(shù)字電子電路實驗.武漢理工大學(xué).2003 陳明義.電子技術(shù)課程設(shè)計使用教程 中南大學(xué)出版社第一版.2002

回答者： 命途多舛0913-一

級

2008-1-5 21:54

數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計

題目： 數(shù)字電子時鐘課程設(shè)計

目 錄

一、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求…………………………………………（3）

二、設(shè)計方案論證 …………………………..………….（3）

1.總體方案及框圖

2.各部分論證

三、單元電路設(shè)計…………………………………………………（4）

1.振蕩器 ………………………………………………………（4）

2.秒、分、時計數(shù)器…………………………………………（5）

3.顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管……………….（6）

4.分頻器……………………………………………………（7）

5.報時電路…………………………………………………（9）

四、總體電路設(shè)計及原理………………………………………（13）

五、元器件明細表………………………………………………（10）

六、心得體會……………………………………………………（11）

七、參考文獻……………………………………………………（11）

一、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計要求

1.設(shè)計任務(wù)

數(shù)字電子鐘的邏輯電路

2.設(shè)計要求

（1）由晶振電路產(chǎn)生1HZ的校準秒信號。

（2）設(shè)計一個有“時”、“分”、“秒”（23小時59分59秒）顯示切且具有校時、校分、校秒的功。

（3）整點報時功能。要求整點差10秒開始每隔1秒鳴叫一次，共五次，每次持續(xù)時間為一秒，前五次為500赫茲的聲音，最后依次為1000赫茲的聲音。

（4）用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實驗箱上進行組裝和調(diào)試。

（5）劃出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計，實驗總結(jié)報告。

二、設(shè)計方案論證

數(shù)字鐘原理框圖如圖1所示，電路一般包括以下幾個部分：振蕩器、分頻器、譯碼顯示電路、時分秒計數(shù)器、校時電路、報時電路。

圖一

對于各個部分而言

數(shù)字鐘計時的標準信號應(yīng)該是頻率相當(dāng)穩(wěn)定的1HZ秒脈沖，所以要設(shè)置標準時間源。?

數(shù)字鐘計時周期是24小時，因此必須設(shè)置24小時計數(shù)器，他應(yīng)由模為60的秒計數(shù)器和分計數(shù)器及模為24的時計數(shù)器組成，秒、分、時由七段數(shù)碼管顯示。?

為使數(shù)字鐘走時與標準時間一致，校時電路是必不可少的。設(shè)計中采用開關(guān)控制校時直接用秒脈沖先后對“時”“分”“秒”計數(shù)器進行校時操作。? 能進行整點報時。在從59分50秒開始，每隔2秒鐘發(fā)出一次低音“嘟”的信號，連續(xù)五次，最后一次要求最高音“嘀”的信號，此信號結(jié)束即達到正點。?

三、單元電路設(shè)計

1.各獨立功能部件的設(shè)計

（1）、振蕩器

振蕩器是計時器的核心，其作用是產(chǎn)生一個標準頻率的脈沖信號振蕩頻率的精度和

穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量。第一種方

案采用石英晶體振蕩器，如圖二。使用

振蕩頻率為32768HZ的石英晶體和反

向器構(gòu)成一個穩(wěn)定性極好、精度較高的時間信號源。改變電容C可以

圖 二 石英晶體振蕩器

振蕩器的頻率進行微調(diào)，再通過一個反相器，輸出32768HZ的方波將此方波的頻率進行15次二分頻后，在輸出端剛好可得到頻率為1HZ的脈沖信號。

第二種方案如圖三采用集成電路555定時器與RC組成的多諧振蕩器。輸出的脈沖頻率為fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若參數(shù)選擇：R1=R2=10K歐姆，C1=47uF時，可以得到秒脈沖信號。

圖三 方波信號發(fā)生器

附555定時器的功能表

輸 出 輸 出

閥值輸入（v11）觸發(fā)輸入（v12）復(fù)位（RD）輸出（VO）發(fā)電管T × × 0 0 導(dǎo)通

<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止

>2/3VCC >1/3VCC 1 0 導(dǎo)通

<2/3VCC >1/3VCC 1 不變 不變

（2）秒、分、時計數(shù)器

U1到U6 六個74LS161構(gòu)成數(shù)字鐘的秒、分、時計數(shù)器。

U1、U2共同構(gòu)成秒計數(shù)器，它由兩個74LS161構(gòu)成六--十進制的計數(shù)器，如圖四。U1作為秒個位十進制計數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，秒信號脈沖作為計數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U2秒十位計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個位的計時值送至秒個位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。?

U2作為秒十位六進制計數(shù)器，它的計數(shù)脈沖輸入受到秒個位U1的控制，其計數(shù)器使能端EP、ET與U1的輸出端C相連接。當(dāng)U2計數(shù)器計到0011，即清零信號到復(fù)位輸入端時，Q1、Q2、Q3、Q4輸出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒十位的計時值送至秒十位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。

U3、U4分別構(gòu)成分個位十進制和分十位六進制計數(shù)器，如圖四。U3、U4與U1、U2的連接方法相似。當(dāng)計數(shù)器輸出為01011001狀態(tài)，U3（U1）、U4（U2）的LD端同時為“0”，使計數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了六十進制計數(shù)器。?

圖四 六十進制計數(shù)器

U5、U6共同構(gòu)成時計數(shù)器，它由兩個74LS161構(gòu)成六十進制的計數(shù)器? 如圖五。U5作為時十位計數(shù)器，它的復(fù)位輸入RD、和置位輸入LD都接低電平，時信號脈沖作為計數(shù)脈沖輸入到CP1端，輸出端C控制U6秒十位計數(shù)器的計數(shù)脈沖輸入。Q1、Q2、Q3、Q4作為秒個位的計時值送至秒個位七段顯示譯碼/驅(qū)動器。當(dāng)計數(shù)器輸出為00100100狀態(tài)，U5、U6的LD端同時為“0”，使計數(shù)器立即返回到00000000狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了二十四進制計數(shù)器。

U12 圖五 二十四進制計數(shù)器

（3）顯示譯碼/驅(qū)動器和LED七段數(shù)碼顯示管

六個74LS248集成電路構(gòu)成數(shù)字鐘的七段數(shù)碼顯示管顯示譯碼/驅(qū)動器。74LS248七段顯示譯碼器輸出高電平有效，將8421BCD碼譯成七段（a、b、c、d、e、f、g）輸出，用以直接驅(qū)動LED七段數(shù)碼顯示對應(yīng)的十進制數(shù)。74LS248的顯示功能：

顯示功能見功能表的上半部分。[DCBA]是二進制碼輸入，要正確的執(zhí)行顯示功能，有關(guān)的功能端必須接合適的邏輯電平，這些功能端的作用隨后介紹。對于0～9輸入，[DCBA]相當(dāng)BCD8421碼。當(dāng)超過9以后，譯碼器仍然有字型輸出，具體見圖六。當(dāng)[DCBA]=1111時，數(shù)碼管熄滅。實驗時要在筆劃段電極串聯(lián)電阻，以保護LED數(shù)碼管。

表1 中規(guī)模顯示譯碼器74LS248的功能表

圖六 74LS248顯示字型與輸入的對應(yīng)關(guān)系

如圖七，六個LED七段數(shù)碼顯示管利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數(shù)碼，都采用+5V電源作為每段發(fā)光二極管的驅(qū)動電源。需要發(fā)光的段為高電平，不發(fā)光的段為低電平。設(shè)計中采用共陰極數(shù)碼管，每段發(fā)光二極管的正向降壓，隨顯示光的顏色有所不同，通常約2V～3V，點亮電流在5～10mA。六個LED七段數(shù)碼顯示管分別顯示秒個位、十位；分個位、十位；時個位、十位的計數(shù)十進制數(shù)

圖七 顯示譯碼/驅(qū)動器和數(shù)碼顯示管

（4）分頻器

分頻器電路是由三個74LS90構(gòu)成，如圖八。74LS90是異步十進制計數(shù)器，它由一個一位二進制計數(shù)器和一個異步五進制計數(shù)器組成。將QA與CP2相連，計數(shù)脈沖由CP1端輸入，輸出由QA～QD引出，即得到十進制計數(shù)器。只有在復(fù)位輸入R0(1)= R0(2)=0和置位輸入S9(1)= S9(2)=0時，才能夠在計數(shù)脈沖（下降沿）作用下實現(xiàn)二—五—十進制加計算。因為要對輸入的脈沖進行三次10分頻，三片74LS90的復(fù)位輸入R0(1)、R0(2)和置位輸入S9(1)、S9(2)都接低電平。振蕩器輸出的方波脈沖計數(shù)器作為U1的CP1端的輸入時鐘脈沖，U1的QD端的輸出脈沖作為U2的CPA端的輸入時鐘脈沖，U2的QD端的輸出脈沖作為U3的CP1端的輸入時鐘脈沖，U3的QD端的輸出脈沖fO=fS/103???????=1HZ，即為秒信號方波脈沖，成為秒、分、時計數(shù)器的計數(shù)脈沖和時間校準信號。

將JK觸發(fā)器的J、K端都接在高電平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每輸入一個時鐘脈沖后，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，觸發(fā)器處于計數(shù)狀態(tài)。經(jīng)過觸發(fā)器的二分頻，Q端輸出為500HZ的脈沖作為低音脈沖。

經(jīng)過U1、U2計數(shù)器的二次十分頻，輸出的脈沖頻率為10HZ，作為秒校時脈沖。

圖八 分頻器

附74LS90二—五—十進制計數(shù)器功能圖

復(fù)位輸入 置位輸入 輸出 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)QA QB QC QD H H L × L L L L H H × L L L L L × × H H H L L H L × L × 計數(shù)

L × × L 計數(shù)

× L L × 計數(shù)

× L × L 計數(shù)

JK觸發(fā)器的功能表

J K Qn Qn+1 說明

0 0 0 0 輸出狀態(tài)不變1

0 1 0 0 輸出狀態(tài)與J端狀態(tài)相同0 0 0 1 輸出狀態(tài)與K端狀態(tài)相同1 1 0 1 每輸入一個脈沖輸出狀態(tài)改變一次0

（五）報時電路

整點報時電路要求在每個整點發(fā)出音響，因此需要對每個整點進行時間譯碼，以其輸出驅(qū)動音響控制電路。如圖九。

若要在每一整點發(fā)出五低音、一高音報時，需要對59分50秒到59分59秒進行時間譯碼。QD4～QA4是分十位輸出，QD3～QA3是分個位輸出，QD2～QA2是秒十位輸出，QD1～QA1秒個位輸出。在59分時，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒時，B= QC2 QA2=1；秒個位為0、2、4、6、8秒時，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1僅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒時等于1，故可以用F1作低音的控制信號。

當(dāng)計數(shù)器每計到59分59秒時，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此時F2=AD=1。把F2接至JK觸發(fā)器控制端J端，CP端加秒脈沖，則再計1秒到達整點時F3=1,故可用F3作一次高音控制信號。

用F1控制5次低音、F3控制高音，經(jīng)音響放大器放大，每當(dāng)“分”和“秒”計數(shù)器累計到59分50、52、54、56、58秒發(fā)出頻率為500HZ的五次低音，0分0秒時發(fā)出頻率為1000HZ的一次高音，每次音響的時間均為一秒鐘，實現(xiàn)了整點報時的功能。

圖九 整點報時電路

四、原理圖（見最后一頁）

五、元器件明細表

序號 元器件名稱 型號規(guī)格 數(shù)量（個）備注

U0 集成定時器 5G555定時器 1 構(gòu)成多諧振蕩器 U1～U6 同步加法計數(shù)器 74161 6 構(gòu)成模加法計數(shù)器

U7～U9 異步十進制計數(shù)器 74LS90 3 構(gòu)成分頻器

U10 七端顯示譯碼器 74LS248 6 分別顯示秒、分、時的數(shù)字

U11～U12 與非門 多輸入與非門 2 U13 J-K觸發(fā)器 1

C1、C2 電容 2 C1=C2=104pf R1 R2 電阻 2 R1 =2K、R2=5.1K R、R` 電阻 2 R=1k,R`=47 U14 U20 門器件 非門 1

U15～U19 門器件 與門 6 多輸入與門

U21～U23 門器件 與非門 3 多輸入與非門

U24 觸發(fā)器 J-K觸發(fā)器 1 U25 晶體三級管 1 U26 喇叭 1 實現(xiàn)鬧鈴

六、設(shè)計體會

在整個課程設(shè)計完后，總的感覺是：有收獲。以前上課都是上一些最基本的東西，而現(xiàn)在卻可以將以前學(xué)的東西作出有實際價值的東西。在這個過程中，我的確學(xué)得到很多在書本上學(xué)不到的東西，如：如何利用現(xiàn)有的元件組裝得到設(shè)計要求，如何找到錯誤的原因，如何利用計算機來畫圖等等。但也遇到了不少的挫折，有時遇到了一個錯誤怎么找也找不到原因所在，找了老半天結(jié)果卻是芯片的管腳接錯了，有時更是忘接電源了。在學(xué)習(xí)中的小問題在課堂上不可能犯，在動手的過程中卻很有可能犯。特別是在接電路時，一不小心就會犯錯，而且很不容易檢查出來。但現(xiàn)在回過頭來看，還是挺有成就感的。

第四篇：數(shù)字電子時鐘開題報告

近年來，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)軟硬件結(jié)合，加以完善。本設(shè)計利用單片機及外圍接口電路實現(xiàn)數(shù)字時鐘的相應(yīng)功能，并具有時間調(diào)整功能、鬧鐘功能和定時功能，并通過LED顯示具體年、月、日、星期、時、分、秒。

一、課題任務(wù)與目的二、調(diào)研資料情況

時鐘，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著科技的飛速發(fā)展，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。人們對時間計量的精度要求也越來越高，應(yīng)用越來越廣。怎樣讓時鐘更好地為人民服務(wù)，這就要求人們不斷設(shè)計出新型時鐘?，F(xiàn)今，高精度的計時工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替了機械式轉(zhuǎn)動，用LED顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差。

目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展的趨勢進一步向CMOS化、低能耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。

單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方案。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。

數(shù)字時鐘在單片機模塊里比較常見，數(shù)字時鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且無機械裝置，具有更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。

數(shù)字時鐘是采用數(shù)字電路實現(xiàn)對時、分、秒、數(shù)字顯示的計時裝置，廣泛用于個人家庭，車站，碼頭辦公室等公共場所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?，猶豫數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振搗器的廣泛使用，使得數(shù)字時鐘的精度，遠遠超過老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、自動開啟閉路燈、定時開關(guān)烘箱、通斷動力設(shè)備、甚至各種定時電器的自動啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研

究數(shù)字時鐘及擴大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義

參考文獻：

[1] 林凌,李剛,丁茹,李小霞.新型單片機接口器件與技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005年.[2] 高偉.AT89單片機原理及應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社，2008年.[3] 蔡朝陽.單片機控制實習(xí)與專題制作[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006年.[4] 楊凌霄.微型計算機原理及應(yīng)用[M].江蘇:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2004年.[5] 胡學(xué)海.單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:北京電子工業(yè)出版社，2005年.[6] 邊春遠，王志強.《MCS-51單片機應(yīng)用開發(fā)實用子程序》人民郵電出版社

[7] 李朝青.《單片機原理及接口技術(shù)》第3版北京航空航天大學(xué)出版社

[8] 張毅坤，陳善久.單片微型計算機原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，2002.[9] 張友德，趙志英，徐時亮.單片微機原理應(yīng)用與實驗.復(fù)旦大學(xué)出版社，2000.[10] 張毅剛，彭善元，董繼承.單片機原理及應(yīng)用.高等教育出版社，2003.

第五篇：數(shù)字時鐘的設(shè)計實驗報告

實驗報告

數(shù)字時鐘的設(shè)計

一、實驗?zāi)康?/p>

1、掌握數(shù)字鐘的設(shè)計方法。

2、掌握計數(shù)器相互級聯(lián)的方法。學(xué)號：14040120049 姓名：陶澤

二、實驗設(shè)備和器件

1、數(shù)字邏輯電路實驗板2、74HC(LS)20（二四輸入與非門）

3、74HC(LS)160（4位十進制計數(shù)器）

1塊 2片 4片、三、實驗原理

1、設(shè)計總框圖：

2、各部分單元的設(shè)計提示與分析： 1）時鐘源

它是數(shù)字式時鐘的核心，它保證了時鐘的走時準確及穩(wěn)定。1Hz的脈沖信號由CPLD輸出的信號得到。

2）時間計數(shù)單元

時間計數(shù)單元有分計數(shù)和秒計數(shù)等幾個部分。分計數(shù)和秒計數(shù)單元為60進制計數(shù)器，其輸出為8421BCD碼。

3）譯碼驅(qū)動及顯示單元 計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計并以8421BCD碼形式輸出，顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流。4）校時電路

當(dāng)重新接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進行人工出觸發(fā)計數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計時狀態(tài)即可。5）鬧鐘電路

一般時鐘都應(yīng)具備鬧鐘功能，即在到達某預(yù)定時間時，時鐘會發(fā)出連續(xù)的或有節(jié)奏的音頻聲波，較復(fù)雜的也可以是實時語音提示，以示提醒。實驗用器件管腳介紹：

四、實驗內(nèi)容與步驟

1、用兩片74HC(LS)160連接構(gòu)成秒計數(shù)器，并連接數(shù)碼管顯示（基本命題）

例如采用整體置零法。實現(xiàn)計數(shù)范圍為0000 0000--0101 1001。電路連接完成后，檢驗其功能。

2、在實驗內(nèi)容與步驟1的基礎(chǔ)上再用兩片74 HC(LS)160實現(xiàn)分的計數(shù)（基本命題）

分計數(shù)器的個位和十位之間的連接類同于秒計數(shù)器。需實現(xiàn)從秒到分的進位。電路連接完成后檢驗其功能。

3、實現(xiàn)校時功能（擴展命題）

檢驗功能

4、實現(xiàn)鬧鐘功能（擴展命題）

連接電路，檢驗其功能。

五、實驗注意事項 集成電路要輕插輕拔！

六．實驗電路圖

1.用兩片74HC(LS)160連接構(gòu)成秒計數(shù)器，并連接數(shù)碼管顯示

2.在實驗內(nèi)容與步驟1的基礎(chǔ)上再用兩片74 HC(LS)160實現(xiàn)分的計數(shù)

七．其他（實驗過程中出現(xiàn)的問題或心得體會）這次實驗增加了我對計數(shù)器的了解，增強了我的動手能力。這次實驗我們插錯了一根線，結(jié)果成了模100的計數(shù)器，經(jīng)過仔細的檢查才發(fā)現(xiàn)。