第一篇：課程設(shè)計_數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

目 錄

1．實驗?zāi)康摹? 2．實驗題目描述和要求 …………………………………………………………2 3．設(shè)計報告內(nèi)容…………………………………………………………………2 3.1實驗名稱………………………………………………………………………2 3.2實驗?zāi)康摹? 3.3實驗器材及主要器件…………………………………………………………2 3.4數(shù)字電子鐘基本原理…………………………………………………………3 3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇…………………………3-8 3.6數(shù)字電子鐘電路圖……………………………………………………………9 3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試……………………………………………………9 4．實驗結(jié)論………………………………………………………………………9 5．實驗心得………………………………………………………………………10

參考文獻 …………………………………………………………………………10

數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

一 簡述

數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒，分，時，日的計時裝置，與傳統(tǒng)的機械相比，它具有走時準確，顯示直觀，無機械傳動裝置等優(yōu)點，因而得到了廣泛的應(yīng)用：小到人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娮邮直?，大到車站，碼頭，機場等公共場所的大型數(shù)顯電子鐘。

數(shù)字電子鐘的電路組成框圖如圖所示

由圖可見，數(shù)字電子鐘有以下幾部分構(gòu)成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時電路；六十進制秒，分計數(shù)器及24進制計時計數(shù)器；以及秒分時的譯碼顯示部分等。

1．實驗?zāi)康?/p>

※掌握組合邏輯電路、時序邏輯電路及數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、測試方法；

※進一步鞏固所學(xué)的理論知識，提高運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力； ※提高電路布局﹑布線及檢查和排除故障的能力； ※培養(yǎng)書寫綜合實驗報告的能力。

2．實驗題目描述和要求

（1）設(shè)計一個有“時”、“分”、“秒”（24小時59分59秒）顯示，且有校時功能的電子鐘； 數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

（2）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、調(diào)試；（3）畫出框圖和邏輯電路圖，寫出設(shè)計、實驗總結(jié)報告；

（4）選做：整點報時。在59分51秒、53秒、55秒、57秒輸出500Hz音頻信號，在59分59秒時輸出1000Hz信號，音頻持續(xù)1s，在1000Hz音頻結(jié)束時刻為整點。3．設(shè)計報告內(nèi)容 3.1實驗名稱 數(shù)字電子鐘 3.2實驗?zāi)康?/p>

·掌握數(shù)字電子鐘的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法； ·熟悉集成電路的使用方法。3.3實驗器材及主要器件（1）cc40192（6片）（2）cc4011（6片）（3）74LS2O（2片）（4）共陰七段顯示器（6片）（5）電阻、電容、導(dǎo)線等（若干）

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3.4數(shù)字電子鐘基本原理

數(shù)字電子鐘的邏輯框圖如圖3-4所示。它由555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路、分頻器、計數(shù)器、顯示器和校時電路組成。555集成芯片構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生的信號經(jīng)過分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過“時”、“分”、“秒”譯碼器顯示時間。

圖

3-4

3.5數(shù)字電子鐘單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇

（一）計數(shù)器

秒脈沖信號經(jīng)過6級計數(shù)器，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時?！懊搿薄胺帧庇嫈?shù)器為六十進制，小時為二十四進制。（1）六十進制計數(shù)

由分頻器來的秒脈沖信號，首先送到“秒”計數(shù)器進行累加計數(shù)，秒計數(shù)器應(yīng)完成一分鐘之內(nèi)秒數(shù)目的累加，并達到60秒時產(chǎn)生一個進位信號，所以，選用兩片cc40192和一片cc4011組成六十進制計數(shù)器，來實現(xiàn)六十進制計數(shù)。其中，“秒”十位是六進制，“秒”個位是十進制。如圖3-4-3-1所示。數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

圖3-4-3-1所示（60進制計數(shù)構(gòu)造）

（2）二十四進制計數(shù)

“12翻1”小時計數(shù)器是按照“01——02——03——??——22——23——00——01——02——??”規(guī)律計數(shù)的，這與日常生活中的計時規(guī)律相同。在此實驗中，它是由兩片cc40192和一片cc4011構(gòu)造成的同步二十四計數(shù)器，利用異步清零端實現(xiàn)起從23——00的翻轉(zhuǎn)，其中“24”為過渡狀態(tài)不顯示。其中，“時”十位是3進制，“時”個位是十進制。如圖3-4-3-2所示.5 數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

如圖3-4-3-2所示.（二）顯示器

本系統(tǒng)用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器輸出的數(shù)字，顯示器有兩種：共陽極顯示器或共陰極顯示器。74LS48譯碼器對應(yīng)的顯示器是共陰極顯示器。

（三）校時電路

當(dāng)數(shù)字鐘走時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時電路實現(xiàn)對“時”“分”“秒”的校準。在電路中設(shè)有正常計時和校對位置。本實驗實現(xiàn)“時”“分”的校對。對校時的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。需要注意的時，校時電路是由與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，開關(guān)S1或S2為“0”或“1”時，可能會產(chǎn)生抖動，為防止這一情況的發(fā)生我在原本接校時脈沖的端口接到了實驗裝置的“單次脈沖”端口，這樣既時限內(nèi)了防抖動，又可以利用手動操作來完成校時。

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校時電路圖

（四）整點報時電路

數(shù)字鐘整點報時是最基本的功能之一。實驗要求的是在離整點差10秒時，每隔一秒鳴叫一次，每次持續(xù)時間為一秒，共響5次，前4次為低音500Hz，最后一聲為高音1000Hz。整點報時電路如圖6所示。

整點報時電路主要由控制門電路和音響電路兩部分組成。

1、控制門電路部分：

由11個與非門組成。圖中與非門的輸入信號Q4、Q3、Q2、Q1、分別表示“分十位”、“分個位”、“秒十位”、“秒個位”的狀態(tài)，下標(biāo)中的D、C、B、A分別表示組成計數(shù)器的四個觸發(fā)器的狀態(tài)。

由上圖可以看出： Y1=QC4*QA4*QD3*QA3 Y2=Y1*QC2*QA 2

（即QC4QA4=101）、分個位為9（即QD3QA3=1001）、秒十 以上二式表示當(dāng)分十位為5位為5（即QC2QA2=101）時，即59分50秒時發(fā)出控制信號。

根據(jù)設(shè)計要求，數(shù)字鐘電路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒時各鳴叫一次。

當(dāng)計數(shù)器達到59分50秒時，分、秒計數(shù)器的狀態(tài)為：

QD4QC4QB4QA4=0101（分十位）QD3QC3QB3QA3=1001（分個位）QD2QC2QB2QA2=0101（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒個位）

前四聲計數(shù)器狀態(tài)發(fā)生在59分51秒至59分58秒之間。因此，只有秒個位的狀態(tài)發(fā)生變化，而其他計數(shù)器的狀態(tài)無需變化，所以可保持不變。數(shù)字電子鐘設(shè)計報告

此時 QC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不變，將它們相與即得Y2。

而51秒、53秒、55秒、57，59秒時的秒計數(shù)器個位狀態(tài)分別為

QD1QC1QB1QA1=0001（51秒）QD1QC1QB1QA1=0011（53秒）QD1QC1QB1QA1=0101（55秒）QD1QC1QB1QA1=0111（57秒）

并根據(jù)需要，前四聲為低，則接如500Hz的脈沖信號。最后一聲的各計數(shù)器狀態(tài)分別如下：

QD4QC4QB4QA4=0000（分十位）QD3QC3QB3QA3=0000（分個位）QD2QC2QB2QA2=0000（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒個位）

即只須將分進位信號和1KHz的脈沖信號接入即可。如圖4-2-4所示

如圖4-2-4所示（圖中報警器用指示燈來表示）

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3.6數(shù)字電子鐘電路圖

3.7數(shù)字電子鐘的組裝與調(diào)試

由圖中所示的數(shù)字中系統(tǒng)組成框圖按照信號的流向分級安裝，逐級級聯(lián)。這里的每一級是指組成數(shù)字中的各個功能電路。

級聯(lián)時如果出現(xiàn)時序配合不同步，或劍鋒脈沖干擾，引起的邏輯混亂，可以增加多級邏輯門來延時。如果顯示字符變化很快，模糊不清，可能是由于電源電流的跳變引起的，可在集成電路器件的電源端Vcc加退藕濾波電容。通常用幾十微法的大電容與0.01μF的小電容相并聯(lián)。4.實驗結(jié)論

通過運用數(shù)字集成電路設(shè)計的24小時制的數(shù)字電子時鐘，經(jīng)過試驗，成功實現(xiàn)了一下基本功能：

1.能準確計時，以數(shù)字形式顯示時、分、秒的時間。

2.能實現(xiàn)整點報時的功能，并分別在51秒、53秒、55秒、57秒、59秒實現(xiàn)了“四短一長”的報時效果。

3.能定時控制，且能驚醒校正時間（通過開關(guān)調(diào)時、分）。數(shù)字電子鐘設(shè)計報告.實驗心得

通過這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我們才把學(xué)到的東西與實踐相結(jié)合。從中對我們學(xué)的知識有了更進一步的理解，而且更進一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。也鍛煉了自己獨立思考問題的能力和通過查看相關(guān)資料來解決問題的習(xí)慣。雖然這只是一次簡單的課程設(shè)計，但通過這次課程設(shè)計我們了解了課程設(shè)計的一般步驟，和設(shè)計中應(yīng)注意的問題。設(shè)計本身并不是有很重要的意義，而是同學(xué)們對待問題時的態(tài)度和處理事情的能力。各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意那些要點。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。

另外，我還漸漸熟悉了mutisim這個仿真軟件的各個功能，讓我體會到了期中的樂趣，還在電腦制作文檔的過程中，使我對辦公軟件有了更進一步的了解和掌握。

參考文獻

1.現(xiàn)代數(shù)字電路與邏輯設(shè)計 清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社.2.模擬電子技術(shù)（修訂版）清華大學(xué)出版社 北京交通大學(xué)出版社 3.模擬電子技術(shù)教程 電子工業(yè)出版社

5.朱定華主編.電子電路測試與實驗.北京：清華大學(xué)出版社，2004.10

第二篇：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計

目錄

一． 引言???????????????????????2

二． 課程設(shè)計目的???????????????????2

三． 設(shè)計所需要的器材?????????????????2

四． 課程設(shè)計原理???????????????????2

五． 課程設(shè)計各個部分模塊的介紹????????????2

1.振蕩器????????????????????????????2.2.分頻器????????????????????????????3.3.計數(shù)器???????? ????????????????????3.4．譯碼器????????????????????????????3

5.顯示器????????????????????????????4

6.正點報時的擴展電路??????????????????????4

六．設(shè)計總結(jié)??????????????????????4

七．心得體會??????????????????????4

八．各部分電路圖???????????????????5—8

九．總電路圖?????????????????????.9

一．引言

當(dāng)今時代，電子技術(shù)迅猛發(fā)展，各種各樣的電子產(chǎn)品也相繼出現(xiàn)，數(shù)字電子鐘也應(yīng)運而生。數(shù)字電子鐘能夠?qū)r間以數(shù)字的形式直觀地展現(xiàn)出來，讓人們更加清楚地掌握時間，因此備受人們的青睞。數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路來實現(xiàn)的，以“時”、“分”、“秒”的形式直觀地顯示時間。它已成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠?，廣泛地應(yīng)用在各家各戶以及車站等公共場所，數(shù)字鐘的廣泛應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實的意義，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展,使得數(shù)字電子鐘的精度,遠遠超過老式鐘表, 而且具有較好報時功能。本設(shè)計采用各種集成電路，進行了一個具有正點報時功能的數(shù)字電子鐘的設(shè)計。由于本人能力有限，設(shè)計中如有不足之處，還請老師批評指正。

二．課程設(shè)計目的1.獨立完成一個數(shù)字電子鐘的設(shè)計；

2.了解和掌握用數(shù)字集成電路來設(shè)計數(shù)字鐘的基本原理和方法；

3.掌握N進制計數(shù)器的設(shè)計與并了解一些常用的電子芯片的功能；

4.進一步鞏固所學(xué)到的理論知識，并應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實際問題；

三．設(shè)計所需要的器材

1.555定時器一個

2.電阻：2K、10K、5.1K、0.3K各一個；1K電阻42個

3.電容：0.1ūF、0.01ūF各一個

4.芯片：74LS90（三個）、74LS161(兩個)CD4518一個、CD4511（六個）

5.共陰極七段顯示器（六個）

6.喇叭1個

四．課程設(shè)計原理

數(shù)字鐘是由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器以及具有正點報時功能的擴展電路所構(gòu)成的。

欲設(shè)計一個數(shù)字電子鐘，首先應(yīng)該有一個脈沖源（能夠自動的產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準時間脈沖信號），即為振蕩器；但是一般脈沖源所產(chǎn)生的脈沖信號的頻率較高，所以，就需要使用分頻器對其進行分頻，從而得到適合用來計時的秒脈沖信號，即頻率為1Hz的秒脈沖信號；經(jīng)過分頻器輸出的秒脈沖信號，再進入計數(shù)器當(dāng)中進行計數(shù)，又由于在計數(shù)時，北京時間規(guī)定60秒為一分鐘，60分鐘為一小時，24小時為一天，因此就需要兩個60進制的計數(shù)器和一個24進制的計數(shù)器；計數(shù)器計數(shù)完畢后再經(jīng)過譯碼器進行譯碼；最后在顯示器中將累計結(jié)果以“時”、“分”、“秒”的形式顯示出來。能夠正點報時的擴展電路完成了對整時的提示，使人們能夠更清楚地掌握時間。圖1為數(shù)字鐘的邏輯框圖。

五．課程設(shè)計各個部分模塊的介紹

1.振蕩器

振蕩器的精確度和穩(wěn)定性對電子鐘的質(zhì)量影響最大，石英晶體振蕩器具有震

蕩頻率準確、頻率容易調(diào)整且電路結(jié)構(gòu)較簡單的優(yōu)點。但一般來講，如果振蕩器的頻率和其計時精度越高，則其耗電量越大。555定時器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結(jié)合在一起的中規(guī)模集成電路，功能靈活，所以本設(shè)計采用由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器。555定時器由電阻分壓器、比較器、基本RS觸發(fā)器、雙極型三極管T和輸出緩沖器組成，其外部有八個引腳，第8腳為電源端，第1腳為接地端，第3腳為輸出端，第4腳為直接復(fù)位端，第5腳為控制電壓輸入端，第6腳為復(fù)位控制端，第2腳為置位控制端，第7腳為放電端。圖2為由集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器的電路圖，圖3為555定時器的引腳圖。R為可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)R1時可以得到相應(yīng)頻率的信號輸出。

2.分頻器

由于振蕩器所產(chǎn)生的信號頻率很高，因此需要由分頻器來實現(xiàn)對信號頻率的調(diào)整，從而得到頻率為1Hz的脈沖信號，本設(shè)計采用3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90來實現(xiàn)，從而得到設(shè)計所需要的秒脈沖信號，其電路圖如圖4所示。

3.計數(shù)器

“秒”和“分”計數(shù)器應(yīng)當(dāng)采用60進制計數(shù)器，而“時”計數(shù)器應(yīng)當(dāng)采用24進制計數(shù)器。秒脈沖信號經(jīng)過六級計數(shù)器以后，分別得到“秒”的個位、十位，“分”的個位、十位，“時”的個位、十位的計時。

60進制計數(shù)：“秒”和“分”的計數(shù)都需要60進制，本設(shè)計根據(jù)《電子技術(shù)》課本中提到的知識，采用兩片74LS161組成256進制計數(shù)器后再用反饋歸零法來組成60進制計數(shù)，其中，“秒”十位是六進制，“秒”個位是十進制其電路圖如圖5所示。74LS161芯片的引腳排列圖和邏輯功能示意圖如圖6所示。圖中C是輸入計數(shù)脈沖，CR非是清零端，LD非是置數(shù)端，CTp和CTt是計數(shù)工作狀態(tài)控制端，D0～D3是并行數(shù)據(jù)輸入端，CO是進位信號輸出端，Q0～Q3是計數(shù)器狀態(tài)輸出端。

24進制計數(shù)：“時”的計數(shù)是24進制計數(shù)，本設(shè)計采用CD4518來實現(xiàn)24進制計數(shù)，CD4518是一個同步加法計數(shù)器，在一個封裝中含有兩個可互換二/十進制計數(shù)器，其功能引腳分別為1～7和9～{15}.該CD4518計數(shù)器是單路系列脈沖輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路BCD碼信號輸出（3腳～6腳；{11}腳～{14}腳）。完成24進制計數(shù)的電路圖如圖7所示，CD4518的引腳圖如圖8所示。

4．譯碼器

我們在新校區(qū)做電子試驗時，在“譯碼器及其應(yīng)用”實驗中曾用到芯片CD4511，對其較為熟悉，因此本設(shè)計采用數(shù)字顯示譯碼器CD4511，來實現(xiàn)計數(shù)器傳來的信號的譯碼功能。譯碼是編碼的逆過程，即，將給定的代碼進行翻譯的過程。當(dāng)計數(shù)器所采用的碼制不同時，譯碼電路也會隨之不同。CD4511內(nèi)接有

上拉電阻，故只需在輸入端與數(shù)碼管筆段之間傳入限流電阻即可工作。其特點為：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動LED顯示器。CD4511的引腳圖如圖9所示。

5顯示器

本設(shè)計用七段發(fā)光二極管來顯示譯碼器所輸出的數(shù)字，顯示器有共陽極顯示器和共陰極顯示器兩種，而74LS48譯碼器所對應(yīng)的顯示器是共陰極（接地）顯示器。LED7段顯示器的外形圖及二極管的連接方式如圖10所示。

6.正點報時的擴展電路

該正點報時的功能為：最外端對其安裝一個喇叭，每當(dāng)正點到來時，按4次低音和一次高音的順序發(fā)出間斷聲響，最后一聲高音結(jié)束的時刻正好是正點。設(shè)聲響為一秒鐘，則相鄰聲響時刻為2秒，則低音發(fā)聲時刻分別為59分51秒、53秒、55秒、57秒，高音發(fā)聲時刻為59分59秒，由此可定出每次聲響的時刻。部分門電路控制音響，輸入有時、分的各相應(yīng)位的控制組合。設(shè)高低音頻率分別為512Hz和1024Hz。其電路圖如圖11所示。

六．設(shè)計總結(jié)

本數(shù)字電子鐘的設(shè)計是由振蕩器、分頻器、計數(shù)器、譯碼器、顯示器和正點報時電路所組成。但本設(shè)計電路的缺點是：沒有設(shè)計校時電路，即據(jù)該方案進行生產(chǎn)得到的產(chǎn)品并無校時功能；且其只能正點報時，而不能報整時數(shù)。該設(shè)計方案的優(yōu)點是：采用北京時間計時，直接將時間以數(shù)字形式表現(xiàn)出來、精確度較高、走時穩(wěn)定、使用方便、且它具有正點報時功能。本設(shè)計采用有集成電路定時器555與RC組成的多諧振蕩器組成，由它得到高頻信號；再將此信號傳至由3片中規(guī)模集成電路計數(shù)器74LS90相串聯(lián)得到的分頻器中，從而得到我們計時所需要的秒信號（頻率為1Hz的秒信號）；之后再將該信號傳至計數(shù)器，計數(shù)器計數(shù)的準確性直接影響數(shù)字表的準確，且計數(shù)器部分是我們《電子技術(shù)》課程學(xué)習(xí)的重點，計數(shù)器包括兩部分，即24進制計數(shù)和60進制計數(shù)，本設(shè)計24進制計數(shù)采用CD4518來實現(xiàn)，60進制采用我們《電子技術(shù)》課本上學(xué)到的方法：采用兩片74LS161組成256進制計數(shù)器后再用反饋歸零法來組成60進制計數(shù)器；經(jīng)過準確計數(shù)后，再將信號傳至譯碼器，由于我們在新校區(qū)做電子試驗時，在“譯碼器及其應(yīng)用”試驗中曾用到芯片CD4511，故本設(shè)計采用顯示譯碼器CD4511,來進行對來自計數(shù)器信號的譯碼（需要在輸入端與數(shù)碼管筆段之間串入限流電阻）；最后將時間以數(shù)字形式體現(xiàn)在顯示器上，顯示器由七段發(fā)光二極管采用共陰極接法組成；本設(shè)計還有一個能夠正點報時的擴展電路，它的功能是每當(dāng)正點到來時，按4次低音和一次高音的順序發(fā)出間斷聲響，它由組合邏輯電路組成。其總電路圖如圖12所示。

七．心得體會

通過這次對數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計，我覺著最大的收獲就是增強了自己獨立收集資料的能力，鍛煉了自己獨立思考、獨立解決問題的能力。雖然我們至此已經(jīng)完成了本學(xué)期對電子技術(shù)課程（模電部分和數(shù)電部分）的學(xué)習(xí)，但在本次課設(shè)的實際應(yīng)用當(dāng)中仍然遇到了很多未曾想到的問題。實際操作是我們的目的，而理論知識是我們實際操作的基礎(chǔ)，這使我更加體會到了理論聯(lián)系實際的重要性，同時也增加了自己解決實際問題的能力，對獨立設(shè)計電路的過程、對各個分塊電路的工作原理和功能的實現(xiàn)過程都有了更加清楚的了解。同時對所學(xué)到的理論知識有了更近一部的理解（尤其是計數(shù)器部分）。

此外，通過這次的課程設(shè)計，使得我對word等應(yīng)用軟件的應(yīng)用能力有了更進一步的提高，為以后的工作和日常生活中的應(yīng)用打下了結(jié)實的基礎(chǔ)。

八．各部分電路圖如下：

第三篇：數(shù)字電子鐘課程設(shè)計

課程設(shè)計名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計

題 目： 數(shù)字電子鐘課程設(shè)計

專 業(yè)：班 級：姓 名：學(xué) 號：

電氣工程及其自動化 電氣10-5 曹慶春 1

1001150103

目錄

1.綜述……………………………………………………………………1 2.電路組成………………………………………………………………2 2.1電路原理組成………………………………………………………2 2.2振蕩電路……………………………………………………………3 2.3分頻電路……………………………………………………………4 2.4計數(shù)電路……………………………………………………………5 2.4.1二十四進制的實現(xiàn)………………………………………………5 2.4.2六十進制的實現(xiàn)…………………………………………………5 2.5譯碼與顯示電路……………………………………………………6 2.6校時電路……………………………………………………………7 2.7報時電路……………………………………………………………8 3.整體電路圖…………………………………………………………10 4.結(jié)論…………………………………………………………………13 5.心得體會……………………………………………………………14 6.參考文獻……………………………………………………………15

1.綜述

數(shù)字電子鐘主要分為數(shù)碼顯示器，60進制和24進制計數(shù)器，頻率振蕩器和校時報時這幾個部分。數(shù)字電子鐘要完成顯示需要6個數(shù)碼管，七段的數(shù)碼管需要譯碼器械才能顯示，然后要實現(xiàn)時、分、秒的計時器需要60進制計數(shù)器和24進制計數(shù)器，60進制、24進制可以采用74LS160計數(shù)器構(gòu)成。秒信號可以由555定時器產(chǎn)生脈沖并分頻為1Hz。

2.1電路的組成原理

數(shù)字鐘它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒。因此，一個基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時”，“分”，“秒”，校時電路、報時電路和振蕩器、分頻器組成。秒信號是整個系統(tǒng)的基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度，本設(shè)計采用555振蕩器加分頻器來實現(xiàn)。將標(biāo)準秒信號送入“秒計數(shù)器”，“秒計數(shù)器”采用60進制計數(shù)器，圖示為數(shù)字電子鐘鐘的一般構(gòu)成框圖。

圖2.1 數(shù)字電子鐘的結(jié)構(gòu)圖

2.2振蕩電路

數(shù)字電路中的時鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計時的準確程度，振蕩器的頻率越高，計時精度越高。

本設(shè)計采用555構(gòu)成的自激多諧振蕩器通過調(diào)節(jié)電阻值產(chǎn)生1000Hz的高頻信號。由

f?11T??R1?2R2?Cln2，設(shè)C?0.01uF,可得R1?5.1k?,R2?70k?.從而產(chǎn)生f?1000Hz的信號。

2.3分頻電路

要精確輸出1Hz脈沖，對電容和電阻的數(shù)值精度要求很高，所以輸出脈沖不夠準確也不夠穩(wěn)定。用555直接產(chǎn)生1Hz的信號不準確，所以用其先產(chǎn)生f?1000Hz的高頻信號，在經(jīng)過1000分頻的分頻電路產(chǎn)生1Hz的秒脈沖，這樣做可以保證秒信號的準確性與穩(wěn)定性。分頻器是三個用十進制計數(shù)器74LS90串聯(lián)而成的分頻器，分頻原理是在74LS90的輸出端子中，從低位輸入10個脈沖才從高位輸出1個脈沖，這樣一片74LS90就可以起分頻作用，三個74LS90串聯(lián)就構(gòu)成了千分頻電路，輸出的便是1Hz的信號，從而可以實現(xiàn)秒脈沖的產(chǎn)生。

圖2.3 千分頻器

分頻電路產(chǎn)生的1Hz秒脈沖：

圖2.4 分頻過后的秒脈沖

2.4計數(shù)電路

數(shù)字鐘的計數(shù)電路是用兩個六十進制計數(shù)電路和一個二十四進制計數(shù)電路實現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計數(shù)電路可以用反饋清零法。當(dāng)技術(shù)器正常計數(shù)時，反饋門不起作用，只有當(dāng)進位脈沖來到時，反饋信號將計數(shù)電路清零，實現(xiàn)相應(yīng)的循環(huán)計數(shù)。用74LS160實現(xiàn)六十進制與二十四進制的計數(shù)電路。

2.4.1時計數(shù)器：用兩片74LS160串行進位實現(xiàn)二十四進制

圖2.5 二十四進制計數(shù)器

2.4.2分、秒計數(shù)器：用四片74LS160串行進位分別實現(xiàn)兩片六十進制

圖2.6 六十進制計數(shù)器

2.5譯碼與顯示電路

譯碼與顯示電路如圖，譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號。常用的集成譯碼器有二進制譯碼器、二—十進制譯碼器和BCD—7段譯碼器。

本設(shè)計用74LS47D作為譯碼器與七段數(shù)碼管相連接。譯碼與顯示電路連接原理圖：

圖2.7 譯碼與七段數(shù)碼管接線圖

秒計數(shù)數(shù)碼顯示：

圖2.8 秒計數(shù)顯示圖

2.6校時電路

校時電路如圖瑣事，用到的元器件有三個單刀雙擲開關(guān)S1，在設(shè)計中使用1、2、3腳。腳1接從分頻器出來的1Hz標(biāo)準脈沖，腳2接正常的進位脈沖，腳3接輸入時鐘信號CLK。當(dāng)正常工作時將開關(guān)打到2，進行正常的計數(shù)，即校時時不影響正常計數(shù)。

圖2.9 單刀雙擲開關(guān)圖

下圖示為分校時電路：

圖2.10 分校時電路

2.7報時電路

2.7.1蜂鳴器工作原理圖：

給高電平工作通過調(diào)節(jié)蜂鳴器的頻率與電壓來實現(xiàn)蜂鳴器的聲音的大小與品質(zhì)。

圖2.11 蜂鳴器接線圖

2.7.2報時電路圖

電路應(yīng)在整點前5秒開始報時，即在59分55秒到59分59秒期間時，報時電路控制信號。

當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位保持不變，分別為5、9、5，因此可將計數(shù)器十位的Qc和Qa，個位的Qd和Qa及秒計數(shù)器十位的Qa和Qc相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。

由于與門容易產(chǎn)生競爭冒險現(xiàn)象，故采用與非門和非門串接。電路如下圖所示：

圖2.12 報時電路示意圖

由于使用的是TTL門電路，所以允許懸空。

圖2.13 報時電路實際接線圖

3.整體電路圖 3.1 進位脈沖

圖3.1 進位脈沖

圖3.2整體電路圖

圖3.3 秒計數(shù)與報時電路整體電路圖

圖3.4 秒計數(shù)與報時電路整體電路圖

圖3.5 分計數(shù)整體電路圖

結(jié)論

數(shù)字電子鐘的實現(xiàn)方法很多，根據(jù)我所學(xué)的知識，選擇恰當(dāng)?shù)挠嫈?shù)器和振蕩電路來控制其信號的穩(wěn)定性。數(shù)字電子鐘電路的振蕩電路，分頻電路，計數(shù)器電路，譯碼與數(shù)碼管顯示電路，校時電路，報時電路都是息息相關(guān)的。其中每一個部分都得做到準確性來保證數(shù)字電子鐘的精確性。本設(shè)計采用555多諧振蕩產(chǎn)生1000Hz信號，在經(jīng)過分頻器產(chǎn)生1Hz的秒信號，其實采用石英晶振振蕩電路，這樣產(chǎn)生的信號更加的穩(wěn)定與精確。

課程設(shè)計體會

這學(xué)期期末我們做了數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計，我設(shè)計的是數(shù)字電子鐘。個人覺得這是一次將理論應(yīng)用與實踐的活動，在設(shè)計過程中不僅鍛煉了我們積極思考的好習(xí)慣，而且培養(yǎng)了我們一絲不茍的作風(fēng)，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神。

由于擁有模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論知識，加之這次的課程設(shè)計，使我對以往的一些知識有了更深入的理解。

我在設(shè)計過程中認真的翻閱大量的書籍，去網(wǎng)上搜尋資料，在看了很多思路之后形成了一套我自己的思路。所謂博覽群書，而后了然于胸。一旦形成了自己的思路，在設(shè)計過程中可以說是得心應(yīng)手，泉思涌動。當(dāng)然在設(shè)計過程中，我學(xué)會了Multism這個軟件進行仿真，感覺用的挺好的，仿真是數(shù)字電子鐘運行的良好。我感覺這增強了我以后設(shè)計的信心，我也喜歡上了設(shè)計，很好的培養(yǎng)了我對設(shè)計的興趣，啟蒙了我。I will remember it forever！

參考文獻及資料

【1】Multism9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用/董玉冰主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2008.11 【2】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/閻石主編；清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.—5版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【3】模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)/童詩白，華成英主編；清華大學(xué)電子教學(xué)教研組編.—4版.—北京：高等教育出版社，2006.5 【4】數(shù)字電子技術(shù)實驗與實踐/吳慎山主編.—北京：電子工業(yè)出版社，2011.4 【5】Multism7電路設(shè)計及仿真應(yīng)用/熊偉等主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2005.7 【6】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/范文兵主編.—北京：清華大學(xué)出版社，2007.12 【7】數(shù)字邏輯電路實驗/候傳教等編.—北京：電子工業(yè)出版社，2009.7 【8】數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教程/張秀娟，薛慶軍主編.—北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.10

第四篇：電子鐘——合肥工業(yè)大學(xué)數(shù)字邏輯課程設(shè)計報告

一）設(shè)計題目:

電子鐘

二）設(shè)計任務(wù)和基本要求:

1.實驗臺上的六個數(shù)碼管顯示時、分、秒； 2.能使電子鐘復(fù)位(清零)； 3.能啟動和停止電子鐘運行；

4.在電子鐘停止運行狀態(tài)下，能夠修改時、分、秒的值； 5.具有報時功能，整點時喇叭鳴叫。

三）所用主要器件和設(shè)備:

1、TDS 系列數(shù)字電路實驗系統(tǒng)

2、ISP 系統(tǒng)可編程器件以及《數(shù)字邏輯》課程實驗所用部分中、小規(guī)模集成電路等

3、PC 計算機

4、ISP1032E 可編程邏輯器件以及數(shù)據(jù)選擇器、觸發(fā)器、移位寄存器、計數(shù)器及基本門電路等

5、在Windows平臺上運行的ispLEVER 編程軟件

四）設(shè)計思想:

數(shù)字鐘電路的基本結(jié)構(gòu)由兩個 60 進制計數(shù)器和一個24 進制計數(shù)器組成，分別對秒、分、小時進行計時，當(dāng)計時到23 時59 分59 秒時，再來一個計數(shù)脈沖，則計數(shù)器清零，重新開始計時。

當(dāng)數(shù)字鐘處于計時狀態(tài)時，秒計數(shù)器的進位輸出信號作為分鐘計數(shù)器的計數(shù)信號，分鐘計數(shù)器的進位輸出信號又作為小時計數(shù)器的計數(shù)信號時、分、秒的計時結(jié)果通過6 個數(shù)碼管來動態(tài)顯示。數(shù)字鐘除了能夠正常計時外，還應(yīng)能夠?qū)r間進行調(diào)整。因此，通過模式選擇信號MOD1、MOD2 控制數(shù)字鐘的工作狀態(tài)，即

控制數(shù)字鐘，使其分別工作于正常計時，調(diào)整分、時和設(shè)定分、時5 個狀態(tài)。當(dāng)數(shù)字鐘處于計時狀態(tài)時，3 個計數(shù)器允許計數(shù)，且秒、分、時計數(shù)器的計數(shù)時鐘信號分別為CLK,秒的進位, 分的進位;當(dāng)數(shù)字鐘處于調(diào)整時間狀態(tài)時，被調(diào)的分或時會一秒一秒地增加；當(dāng)數(shù)字鐘處于定時狀態(tài)時，可以設(shè)定小時和分；當(dāng)計時到所設(shè)定的時刻時，會響鬧鐘

五）設(shè)計步驟及程序:

pause是暫停鍵，當(dāng)暫停時set1與set2分別控制調(diào)節(jié)為時還是為分或是為秒。exam提供一個模擬上升沿，hh，hl，mh，ml，sh，sl分別控制小時高位，低位，分鐘高位，分鐘低位，秒高位，低位。thh，thl，tmh，tml，tsh，tsl分別表示時分秒變化的中間變量。alarm表示鬧鐘是否報時

library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clock is port（clk:in std_logic;

clr:in std_logic;

pause:in std_logic;

set1:in std_logic;

set2:in std_logic;

clk1:in std_logic;

alarm:out std_logic;

hh,hl,mh,ml,sh,sl:out std_logic_vector(3 downto 0));end clock;architecture behavioral of clock is signal count:integer range 0to 1000;signal thh,thl,tml,tmh,tsh,tsl:std_logic_vector(3 downto 0);signal exam:integer;begin

process(clk,clk1,clr,pause,set1,set2)

begin

alarm<='0';

if(clr='0')then

hh<=“0000”;

hl<=“0000”;

mh<=“0000”;

ml<=“0000”;

sh<=“0000”;

sl<=“0000”;

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

count<=0;

exam<=0;elsif(clk='1'and clk'event)then

if(pause='1')then

if(count=999)then

count<=0;

if(thh=“0010”and thl=“0011”and tmh=“0101”and tml=“1001”and tsh=“0101”and tsl=“1001”)then

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

elsif(tsl=“1001”)then

tsl<=“0000”;

if(tsh=“0101”)then

tsh<=“0000”;

if(tml=“1001”)then

tml<=“0000”;

if(tmh=“0101”)then

tmh<=“0000”;

if(thl=“1001”)then

thl<=“0000”;

thh<=thh+1;

else thl<=thl+1;

end if;

else tmh<=tmh+1;

end if;

else tml<=tml+1;

end if;

else tsh<=tsh+1;

end if;

else tsl<=tsl+1;

end if;

else count<=count+1;

end if;

elsif(pause='0'and(clk1='1'and exam=0))then

exam<=1;

if(set1='1'and set2='0')then

if(thh=“0010”and thl=“0011”)then

thh<=“0000”;

thl<=“0000”;

elsif(thl=“1001”)then

thl<=“0000”;

thh<=thh+1;

else thl<=thl+1;

end if;

elsif(set1='0'and set2='1')then

if(tmh=“0101”and tml=“1001”)then

tmh<=“0000”;

tml<=“0000”;

elsif(tml=“1001”)then

tml<=“0000”;

tmh<=tmh+1;

else tml<=tml+1;

end if;

elsif(set1='0'and set2='0')then

if(tsh=“0101”and tsl=“1001”)then

tsh<=“0000”;

tsl<=“0000”;

elsif(tsl=“1001”)then

tsl<=“0000”;

tsh<=tsh+1;

else tsl<=tsl+1;

end if;

end if;

end if;

if(clk1='0')then

exam<=0;

end if;

hh<=thh;

hl<=thl;

mh<=tmh;

ml<=tml;

sh<=tsh;

sl<=tsl;

if(tmh=“0000”and tsl=“0000”)then

alarm<='1';

end if;

end if;

end process;end behavioral;

tml=“0000”and tsh=“0000”and

六）實驗結(jié)果:

1.當(dāng)clk提供一個時鐘脈沖，鬧鐘開始計時，當(dāng)暫停鍵pause為1時，時鐘按標(biāo)準時鐘運行

2．當(dāng)pause為0時，可以調(diào)節(jié)時鐘，當(dāng)set1=0，set2=0時，調(diào)節(jié)秒，當(dāng)set1=0，set2=1時為調(diào)節(jié)分，當(dāng)set1=1，set2=0時為調(diào)節(jié)時

3.當(dāng)整點時，時鐘會自動鳴笛。

七）心得體會:

經(jīng)過一個星期的課程設(shè)計，經(jīng)歷的困難一語難盡。整個課程設(shè)計期間我們失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我們回味無長。

生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實習(xí)，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義。我想說，設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今浮躁的生活中，很少有機會能靜下心來做一個設(shè)計，但我們可以，一個團隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契。

在一次次的試驗中，我們收獲的不僅是電路設(shè)計的技能更加是耐心和經(jīng)驗，還有做課程設(shè)計的心態(tài)。一根線的錯誤直接影響著最后的結(jié)果，這就讓我們每一根線都接的仔細。最讓人苦惱的是完全按設(shè)計的接線，結(jié)果卻依然不對，這時候，我們需要分析錯誤的原因，逐步排查。

最終驗收成功的時候我們由衷的高興。當(dāng)然，這與老師的指導(dǎo)和示范十分不開的，正是有了老師耐心的指導(dǎo)和對于錯誤原因分析的幫助，才有了我們的對電路設(shè)計的新認識

對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！

再次感謝老師，您辛苦了。

第五篇：數(shù)電課程設(shè)計數(shù)字電子鐘報告

武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告

題目：

時間：

院校：

班級： 組員：

數(shù)字鐘的設(shè)計與制作 09-10學(xué)年 武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告

一． 設(shè)計目的

數(shù)字鐘是一種用數(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，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。

因此，我們此次設(shè)計與制做數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會制作數(shù)字鐘.而且通過數(shù)字鐘的制作進一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時敘電路.通過它可以進一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.二．實現(xiàn)功能

1．要求內(nèi)容

1）時以24為周期 2）分和秒以60為周期 3）能顯示時、分、秒

4）具有校時功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標(biāo)準時間

2.發(fā)揮內(nèi)容

1）星期的顯示

2）計時過程具有報時功能

三．元器件

1．洞洞板2塊

2．0.47uF電容1個 3．100nF電容1個

4．共陰八段數(shù)碼管7個 5．網(wǎng)絡(luò)線10米

6．CD4511集成塊7塊 7．CD4060集成塊1塊 8．74HC390集成塊4塊 9．74HC51集成塊1塊

武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

10．74HC00集成塊4塊 11．74HC30集成塊1塊 12．10MΩ電阻5個 13．74HC00集成塊4塊 14．L7805三端穩(wěn)壓管1個 15．30pF瓷片電容2個 16．9V電池1塊

17．單刀雙擲開關(guān)2個 18．單刀單置開關(guān)1個 19．74HC10集成塊1塊

各個芯片引腳圖 1． CD74HC390

2．L7805穩(wěn)壓管

武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

3． CD4060

4． CD4511

5．74HC10

6．74HC30

武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

7．74HC51

8．74HC00

四、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實際上是一個對標(biāo)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

武漢紡織大學(xué)機電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程設(shè)計報告

可能與標(biāo)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(biāo)準的1HZ時間信號必須做到準確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。

（a）數(shù)字鐘組成框圖

2． 晶體振蕩與分頻電路

（b）晶體振蕩器

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準確的32.768KHz的方波信號，可保證數(shù)字

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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。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類，一類是用ＴＴＬ門電路構(gòu)成；另一類是通過ＣＭＯＳ非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計采用了后一種。如圖（b）所示，無源晶震、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，CD4060實現(xiàn)分頻。值得注意的是無源晶振是沒有極性的，與電容C1、C2與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對振蕩頻率的控制功能，實現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準確

晶體XTAL的頻率選為32.768KHZ.該元件專為數(shù)字鐘電路而設(shè)計,其頻率較低,有利于減少分頻器級數(shù).從有關(guān)手冊中,可查得C1,C2均為30pF.當(dāng)要求頻率準確度和穩(wěn)定度更高時,還可接入校正電容并采取溫度補償措施.由于CMOS電路的輸入阻抗極高,因此反饋電阻R可選為10MΩ.較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性.2HZ

1HZ

（c）二分頻

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,32768Hz的振蕩信號分頻為1HZ的分頻倍數(shù)為32768(215),即實現(xiàn)該分頻功能的計數(shù)器相當(dāng)于15極2進制計數(shù)器.常用的2進制計數(shù)器有74HC393等.本實驗中采用CD4060來構(gòu)成分頻電路.CD4060在數(shù)字集成電路中可實現(xiàn)的分頻次數(shù)最高,而且CD4060還包含振蕩電路所需的非門,使用更為方便.CD4060計數(shù)為14級2進制計數(shù)器,可以將32768HZ的信號分頻為2HZ。再通過二進制計數(shù)器，將2Hz信號轉(zhuǎn)化為1HZ，作為秒輸入信號。

3． 時間計數(shù)電路

一般采用10進制計數(shù)器如74HC390等來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。由其內(nèi)部邏輯框圖可知，其為雙2-5-10異步計數(shù)器，下降沿觸發(fā)，并每一計數(shù)器均有一個異步清零端（高電平有效）。秒個位計數(shù)單元為１０進制計數(shù)器，無需進制轉(zhuǎn)換，只需將QA與ＣPB（下降沿有效）相連即可。CPA與１ＨZ秒輸入信號相連，QD可作為向上的進位信號與十位計數(shù)

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單元的CPB相連。

秒十位計數(shù)單元為６進制計數(shù)器，需要進制轉(zhuǎn)換。將１０進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為６進制計數(shù)器的電路連接方法如圖 ２.４所示，其中Ｑ２可作為向上的進位信號與分個位的計數(shù)單元的CPA相連。

分個位和分十位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同，只不過分個位計數(shù)單元的Ｑ３作為向上的進位信號應(yīng)與分十位計數(shù)單元的ＣＰＡ相連，分十位計數(shù)單元的Ｑ２作為向上的進位信號應(yīng)與時個位計數(shù)單元的ＣＰＡ相連。

時個位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)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(yīng)為１２進制計數(shù)器，不是１０的整數(shù)倍，因此需將個位和十位計數(shù)單元合并為一個整體才能進行１２進制轉(zhuǎn)換。利用１片７４ＨＣ３９０實現(xiàn)１２進制計數(shù)功能的電路如圖（d）所示。

六進制電路

由74HC390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖一。

U1A3123U2A12Com74HC00D74HC00DU5SEVEN_SEG_COM_KABCDEFGU3AV1 32Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U413DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC390D43~ELOF~BIOG~LTVCC5V4511BD將十進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進制的連接方法

十進制電路

由74HC390、7400、數(shù)碼管與4511組成，電路如圖二。

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U4A3126U4B4574HC00D74HC00DComU3SEVEN_SEG_COM_KU1AV1 60Hz 5V141INA1INB21CLR31QA1QB1QC1QD5677126U213DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514ABCDEFGVCC5V74HC390D43~ELOF~BIOG~LT4511BD十進制接法測試仿真電路六十進制電路

由兩個數(shù)碼管、兩4511、一個74HC390與一個7400芯片組成，電路如圖三。

雙六十進制電路

由2個六十進制連接而成，把分個位的輸入信號與秒十位的Qc相連，使其產(chǎn)生進位，電路

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圖如圖四。

ComComSEVEN_SEG_COM_KU1B6453U1A12U4SEVEN_SEG_COM_KU7U11BABCDEFG64513DADBDCDD5OAOBOCODOE~ELOF~BI~LTOG1211109151421CLR141INA1INB3U10A12ABCDEFG74HC00D74HC00DU3B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD11109U2712674HC00D74HC00DU8A31QA1QB1QC1QD5677126U913DADBDCDD5OAOBOCODOE12111091514VCC5V74HC390D43U1C891011U1D12134511BD74HC390DComVCCU643~ELOF~BI~LTOG5VSEVEN_SEG_COM_K74HC00D74HC00DABCDEFG84511BDComU15C91011U16DSEVEN_SEG_COM_K1213U14U3A131INA1INB21CLR1QA1QB1QC1QD5677126U513DADBDCDD5OAOBOCODOE1211109151474HC00D74HC00DU12B15122INA2INB142CLR132QA2QB2QC2QD111097126U13DADBDCDD5OAOBOCODOEABCDEFG***14V1 100kHz 5V474HC390D43~ELOF~BI~LTOGVCC74HC390D5V43~ELOF~BI~LTOG4511BD4511BD

二十四進制

星期

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由1個十二進制電路、2個六十進制電路組成，因上面已有一個雙六十電路，只要把它與十二進制電路相連即可。

4．譯碼驅(qū)動及顯示單元電路

選擇ＣＤ４５１１作為顯示譯碼電路；選擇ＬＥＤ數(shù)碼管作為顯示單元電路。由CD4511把輸進來的二進制信號翻譯成十進制數(shù)字，再由數(shù)碼管顯示出來。這里的LED數(shù)碼管是采用共陰的方法連接的。

計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計并以8421BCD碼的形式輸送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD碼轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制數(shù)碼送到數(shù)碼管中顯示出來。

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5．校時電路

由74CH51D、74HC00D與電阻組成，校正電路有分校正和時校正兩部分。

IO1VCC正常輸入信號5V校正信號R1IO2U2C9108小時校正電路J110Mohm74HC00D注意：分校時時，不會進位到小時。U11111213910U2DKey = A12R210MohmIO313U2A8123時計數(shù)器IO574HC00D1123674HC00D正常輸入信號校正信號R3U3A10Mohm12U2B456分計數(shù)器IO6IO44574HC00D74HC51D3J274HC00DKey = B分鐘校正電路分校正時鎖定小時信號輸入R410MohmU3B456圖中采用基本RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動電路，其中與非門選用74HC00；對J1和J2，因為校正信號與0相與為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)打向上時，情況正好與上述相反，這時電路處于校時狀態(tài)。74HC00D數(shù)字鐘設(shè)計－校時電路部分

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。即為用COMS與或非門實現(xiàn)的時或分校時電路，In1端與低位的進位信號相連；In2端與校正信號相連，校正信號可直接取自分頻器產(chǎn)生的1HZ或2HZ（不可太高或太低）信號；輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。當(dāng)開關(guān)打向下時，因為校正信號和0相與的輸出為0，而開關(guān)的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)打向上時，情況正好與上述相反，這時校時電路處于校時狀態(tài)。

實際使用時，因為電路開關(guān)存在抖動問題，所以一般會接一個RS觸發(fā)器構(gòu)成開關(guān)消抖動電路，所以整個較時電路就如圖。

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帶有消抖電路的校正電路

6．整點報時電路

在59分51秒、53秒、55秒、57秒、59秒的時候，蜂鳴器報時

五、總接線元件布局簡圖

整個數(shù)字鐘由時間計數(shù)電路、晶體振蕩電路、校正電路、整點報時電路組成。

其中以校正電路代替時間計數(shù)電路中的時、分、秒之間的進位，當(dāng)校時電路處于正常輸入信號時，時間計數(shù)電路正常計時，但當(dāng)分校正時，其不會產(chǎn)生向時進位，而分與時的校位是分開的，而校正電路也是一個獨立的電路。

電路的信號輸入由晶振電路產(chǎn)生，并輸入各電路。

七、芯片連接總圖

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接線圖

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八、總結(jié)

1． 實驗過程中遇到的問題及解決方法

a、測試過程中有1七段顯示器不能正常工作

首先通過萬用表檢測各接線是否正確，是否出現(xiàn)了短路或者虛焊的情況，最后證明接線并美譽什么問題，最后我們通過并聯(lián)另一顯示器的方法檢測出此顯示器已損壞，然后就換了一個好的顯示器。

b、各段電路的測試方法

我們首先在面包板上把電源的發(fā)生和頻率的發(fā)生電路全部連接好，并檢測其正常工作，然后每接好一部分電路就用其檢測，沒問題后再進行下一步的工作。

c、最后把電路全部接好后讓數(shù)字鐘走了一天后，數(shù)字鐘出現(xiàn)數(shù)字顯示不穩(wěn)定和不能正常工作的情況

因為在數(shù)字鐘正常工作的時候我們并沒有去碰它，所以并不可能出現(xiàn)部分線斷掉或者短路的情況，最后我們把主要檢測重點就放在了對電池電壓的檢測和對各集成塊的檢測上面，最后檢測出三端穩(wěn)壓管的輸出電壓只有3V,低于正常輸出的5V電壓，然后我們再對電池的輸入電壓進行檢測，輸入電壓為8V，滿足三端穩(wěn)壓管的輸入條件，至此可以判斷是三端穩(wěn)壓管出現(xiàn)的問題（可能由于工作時間過長而燒掉）。換上一新三端穩(wěn)壓管后，電路又恢復(fù)正常工作。

2． 設(shè)計體會

通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計與制作，讓我們了解了設(shè)計電路的程序，也讓我們了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計理念，要設(shè)計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的。但是

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最后的成品卻不一定與仿真時完全一樣，因為，再實際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無法成功的電路接法，在實際中因為芯片本身的特性而能夠成功。所以，在設(shè)計時應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計方法。

通過這次學(xué)習(xí)讓我們各個芯片能夠完成什么樣的功能，使用芯片時應(yīng)該注意哪些要點。同一個電路可以用那些芯片實現(xiàn)，各個芯片實現(xiàn)同一個功能的區(qū)別。另外，我們設(shè)計要從市場需求出發(fā)，既要有強大的功能，又要在價格方面比同等檔次的便宜。

通過這次學(xué)習(xí)，讓我們對各種電路都有了大概的了解，所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是應(yīng)該自己動手實際操作才會有深刻理解。

3． 對設(shè)計的建議

希望在我們動手制作之前，老師能夠多給點集成塊讓我們選擇，同一功能但是可以用不同的片子去實現(xiàn)其功能。另外在提供片子的時候應(yīng)該準備好有多余的片子，因為我們誰也不能保證每一個片子都能夠正常工作。

4． 未解決的問題

a用74HC390D的片子作為十進制時為什么也需要置零？

因為74HC390D本身就是十進制的片子，但當(dāng)我們在試驗箱上測試其功能時，當(dāng)我們在十進制的情況下不置零，此時顯示器上的數(shù)字就出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，并且也不會按正常的加法去計數(shù)，當(dāng)接了置零后，顯示器就正常工作了。

b、24進制時其各位為什么不需要1010的置零輸入？

從上面a問題可以得出當(dāng)其為十進制的時候不給起置零的話就不能正常的工作，當(dāng)其為24進制的時候個位接了置零后，反而不能正常工作，并且變成了100進制的片子。當(dāng)把各位的置零去掉后便變成了24進制。