第一篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)心得

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數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)心得范文

一、設(shè)計(jì)目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)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(shí)序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)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(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)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(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求

(1)設(shè)計(jì)指標(biāo)

①時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期;

②顯示時(shí)、分、秒;

③具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間;

④計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí);

⑤為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。

(2)設(shè)計(jì)要求

①畫出電路原理圖(或仿真電路圖);

②元器件及參數(shù)選擇;

③電路仿真與調(diào)試;

④pcb文件生成與打印輸出。

(3)制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

(4)編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。

三、原理框圖

1.數(shù)字鐘的構(gòu)成

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數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1hz)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(如北京時(shí)間)一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1hz時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)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.晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768hz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(guò)cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖(b)所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻r1為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

一、設(shè)計(jì)目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)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(shí)序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)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(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)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(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法.資料來(lái)源：http://004km.cn/data/xdth/

第二篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)心得

一、設(shè)計(jì)目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)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(shí)序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)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(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)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(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求

（1）設(shè)計(jì)指標(biāo)

①時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期；

②顯示時(shí)、分、秒；

③具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；

④計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；

⑤為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。

（2）設(shè)計(jì)要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

（4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1hz時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)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．晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768hz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(guò)cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻r1為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

一、設(shè)計(jì)目的

數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更更長(zhǎng)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(shí)序電路。

因此，我們此次設(shè)計(jì)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(huì)制作數(shù)字鐘.而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)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(shí)用方法.且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路.通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法.二、設(shè)計(jì)要求

（1）設(shè)計(jì)指標(biāo)

①時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期；

②顯示時(shí)、分、秒；

③具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；

④計(jì)時(shí)過(guò)程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)；

⑤為了保證計(jì)時(shí)的穩(wěn)定及準(zhǔn)確須由晶體振蕩器提供表針時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)。

（2）設(shè)計(jì)要求

①畫出電路原理圖（或仿真電路圖）；

②元器件及參數(shù)選擇；

③電路仿真與調(diào)試；

④pcb文件生成與打印輸出。

（3）制作要求自行裝配和調(diào)試，并能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

（4）編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)與制作的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。

三、原理框圖

1．?dāng)?shù)字鐘的構(gòu)成

數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1hz）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1hz時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)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．晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768hz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(guò)cmos非門構(gòu)成的電路，本次設(shè)計(jì)采用了后一種。如圖（b）所示，由cmos非門u1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路，u2實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻r1為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。電容c1、c2與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè)180度相移，從而和非門構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

（f）帶有消抖電路的校正電路

6．整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路

電路應(yīng)在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始整點(diǎn)報(bào)時(shí)，即當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，報(bào)時(shí)電路報(bào)時(shí)控制信號(hào)。

當(dāng)時(shí)間在59分50秒到59分59秒期間時(shí)，分十位、分個(gè)位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計(jì)數(shù)器十位的qc和qa、個(gè)位的qd和qa及秒計(jì)數(shù)器十位的qc和qa相與，從而產(chǎn)生報(bào)時(shí)控制信號(hào)。

報(bào)時(shí)電路可選74hc30來(lái)構(gòu)成。74hc30為8輸入與非門。

四、元器件

1．四連面包板1塊（編號(hào)a45）

2．鑷子1把

3．剪刀1把

4．共陰八段數(shù)碼管6個(gè)

5．網(wǎng)絡(luò)線2米/人

6．cd4511集成塊6塊

7．cd4060集成塊1塊

8．74hc390集成塊3塊

9．74hc51集成塊1塊

10．74hc00集成塊4塊

11．74hc30集成塊1塊

12．10mω電阻5個(gè)

13．500ω電阻14個(gè)

14．30p電容2個(gè)

15．32.768k時(shí)鐘晶體1個(gè)

16．蜂鳴器10個(gè)（每班）

1）芯片連接圖

1)74hc00d2)cd4511

3)74hc390d4)74hc51d

2．面包板的介紹

面包板一塊總共由五部分組成，一豎四橫，面包板本身就是一種免焊電板。

面包板的樣式是：

面包板的注意事項(xiàng)：

1．面包板旁一般附有香蕉插座，用來(lái)輸入電壓、信號(hào)及接地。

2．上圖中連著的黑線表示插孔是相通的。

3．拉線時(shí)，盡量將線緊貼面包板，把線成直角，避免交叉，也不要跨越元件。

通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。

3．對(duì)設(shè)計(jì)的建議

我希望老師在我們動(dòng)手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測(cè)電路的方法，還有關(guān)于檢測(cè)芯片的方法。這樣會(huì)有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀況，完成設(shè)計(jì).機(jī)械課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)責(zé)任

第三篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)

晶體振蕩器電路

晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Ｈz的脈沖，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(hào)經(jīng)74LS4060和74LS250的二分頻的分頻后得到1Hz的方波信號(hào)，可以供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。時(shí)間計(jì)數(shù)器電路

時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器可以設(shè)計(jì)為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器或者24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，我們這里根據(jù)自己的意愿設(shè)計(jì)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。譯碼驅(qū)動(dòng)電路

譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)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。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(jì)采用的為ＬＥＤ數(shù)碼管。

各單元模塊設(shè)計(jì)和分析 晶體振蕩器電路

晶體振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時(shí)鐘的核心，它保證了時(shí)鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。

通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí)２進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，將32767Ｈz的振蕩信號(hào)分頻為１ＨZ的分頻倍數(shù)為32767（２于１５極２進(jìn)制計(jì)數(shù)器。時(shí)間計(jì)數(shù)單元

時(shí)間計(jì)數(shù)單元有時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個(gè)部分。

時(shí)計(jì)數(shù)單元一般為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)單元為６０進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。

本實(shí)驗(yàn)采取了74LS90 用兩塊芯片進(jìn)行級(jí)聯(lián)來(lái)產(chǎn)生60進(jìn)制和24進(jìn)制

秒個(gè)位計(jì)數(shù)單元為１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無(wú)需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將Ｑ0與ＣＰ1（下降沿有效）相連即可。ＣＰ0（下降沒(méi)效）與１ＨZ秒輸入信號(hào)相連，Ｑ3可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與十位計(jì)數(shù)單元的ＣＰ1相連。

秒十位計(jì)數(shù)單元為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將１０進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為６進(jìn)制計(jì)數(shù)器的１５），即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)電路連接，其中Ｑ2可作為向上的進(jìn)位信號(hào)與分個(gè)位的計(jì)數(shù)單元的ＣＰ0相連。

分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)單元完全相同，也是分個(gè)位計(jì)數(shù)單元的Ｑ3作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的ＣＰ0相連，分十位計(jì)數(shù)單元的Ｑ2作為向上的進(jìn)位信號(hào)應(yīng)與時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元的ＣＰ0相連。60進(jìn)制的連接如圖4所示。時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個(gè)位計(jì)數(shù)單元相同，但是要求，整個(gè)時(shí)計(jì)數(shù)單元應(yīng)為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以在兩塊74LS90構(gòu)成的100進(jìn)制中截取24，就得在24的時(shí)候進(jìn)行異步清零。24進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如圖5所示。

圖5 24進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路

主要參考文獻(xiàn)

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》

康華光

高教出版社 《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)與測(cè)試》

謝自美

華中科技大學(xué)出版社 《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》

汪學(xué)典

華中科技大學(xué)出版社 課程設(shè)計(jì)摘要 中文摘要

此次課程設(shè)計(jì)以數(shù)字鐘為例，全面的利用了所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)出了生活中常見(jiàn)的東西。數(shù)字鐘主要有多諧振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器組成。主要芯片有74LS90、CC4511。有多諧振蕩器產(chǎn)生約1Mz信號(hào)脈沖。滿24計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)計(jì)時(shí)。

關(guān)鍵詞：多諧振蕩器、分頻器、計(jì)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

第四篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)

數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、掌握數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法；

2、熟悉集成電路的使用方法。

二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：

1、設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”，“分”，“秒”（23小時(shí)59分59秒）顯示且有校時(shí)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(shè)計(jì)報(bào)告；

4、選做：①鬧鐘系統(tǒng)。②整點(diǎn)報(bào)時(shí)。③日歷系統(tǒng)。

三、方案選擇和論證：

1．分秒功能的實(shí)現(xiàn)：用兩片74290組成60進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器 2.時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)：用兩片74290組成24進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器 3．定點(diǎn)報(bào)時(shí)：當(dāng)分秒同時(shí)出現(xiàn)為0時(shí)，燈亮。

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

四、方案的設(shè)計(jì)：

1、可調(diào)時(shí)鐘模塊：

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

同理利用兩片74290組成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，如下圖所示

將兩個(gè)六十進(jìn)制的加法計(jì)數(shù)器和一個(gè)二十四進(jìn)制的加法計(jì)數(shù)器進(jìn)行級(jí)聯(lián)：將秒的十位進(jìn)位脈沖接到分的個(gè)位輸入脈沖，將分的十位進(jìn)位脈沖接到時(shí)的個(gè)位輸入脈沖，這樣就可以組成最基本的電路。2.校時(shí)電路： 例如說(shuō)時(shí)的校準(zhǔn)，開關(guān)1上端接1HZ脈沖，下端接分的進(jìn)位。當(dāng)開關(guān)打到上端時(shí)電路進(jìn)入校準(zhǔn)功能，當(dāng)開關(guān)打到下端時(shí)電路進(jìn)入正常計(jì)時(shí)功能。其電路如總電路圖所示

3.整點(diǎn)報(bào)時(shí)：

分別用2個(gè)或非門接到分和秒的各輸出個(gè)節(jié)點(diǎn)處，再用一個(gè)與非門與報(bào)時(shí)燈鏈接，當(dāng)輸出同時(shí)為零時(shí)，即整點(diǎn)時(shí)，報(bào)時(shí)燈就亮了，起到報(bào)時(shí)功能。本實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)。月份功能則接成13進(jìn)制，因?yàn)樵路莘秩斩际菑?開始計(jì)起，所以要求從0001開始，到1101時(shí)，立刻清零，清零時(shí)應(yīng)該切換到置數(shù)狀態(tài)，即將ABCD置1000，通過(guò)一個(gè)與非門鏈接到LOAD端置零，同時(shí)也將計(jì)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(jìn)制電路圖：

總電路圖：

四、電路調(diào)試：

調(diào)試這部分工作在EWB仿真軟件上進(jìn)行。對(duì)于電路的調(diào)試應(yīng)該分為幾個(gè)部分，分別對(duì)電路各個(gè)部分的功能都進(jìn)行調(diào)試，之后，每連接一部分都要調(diào)試一次。在實(shí)現(xiàn)日歷系統(tǒng)時(shí)，如月份需要顯示燈顯示1～31。一開始以為只把計(jì)數(shù)器鏈接成三十一進(jìn)制即可，結(jié)果顯示燈只顯示0～30，沒(méi)有自己預(yù)期的結(jié)果。經(jīng)過(guò)仔細(xì)思考，要把0去掉不顯示，從1開始顯示，而還要顯示31。經(jīng)過(guò)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(shí)回到置數(shù)0001狀態(tài)，通過(guò)多次鏈接、測(cè)試，終于實(shí)現(xiàn)了。

在實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能過(guò)程中，由于之前想得太過(guò)復(fù)雜了，浪費(fèi)了大量時(shí)間，最后，經(jīng)過(guò)上網(wǎng)搜索，到圖書館查書，簡(jiǎn)單的用了個(gè)開關(guān)連接到脈沖實(shí)現(xiàn)了。

五、收獲心得體會(huì)：

整個(gè)過(guò)程花了我不少時(shí)間，可當(dāng)做完時(shí)才發(fā)現(xiàn)做這個(gè)數(shù)字鐘是多么簡(jiǎn)單的一件事，主要是在調(diào)試時(shí)花了不少時(shí)間，其間換了不少器件，有的器件在理論上可行，但在實(shí)際運(yùn)行中就無(wú)法看到效果，所以調(diào)試花了我不少時(shí)間，有時(shí)無(wú)法找出錯(cuò)誤便更換器件重新接線以使電路正常運(yùn)行。

在實(shí)際的操作過(guò)程中，能把理論中所學(xué)的知識(shí)靈活地運(yùn)用起來(lái)，并在調(diào)試中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，電路的調(diào)試提高了我們解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中獨(dú)立解決問(wèn)題，也包括怎樣去查找問(wèn)題。似乎所有的事都得自己新手去操作才會(huì)在腦海中留下深刻的印象，這個(gè)小小的課程設(shè)計(jì)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(yīng)用，也加深了對(duì)數(shù)字電路認(rèn)識(shí)和理解。

本次課程設(shè)計(jì)主要是用軟件仿真，如果是實(shí)際加工電路板就更加鍛煉我們的動(dòng)手能力了，因此，能力還有待提高。

第五篇：數(shù)字鐘課程設(shè)計(jì)

南 昌 大 學(xué)

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

姓

名：

付

容 學(xué)

號(hào)：

6100212236 學(xué)

院：

信息工程學(xué)院 班

級(jí)：

電氣信息I類126班 實(shí)驗(yàn)名稱：

數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉數(shù)字系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法；

2、熟悉根據(jù)任務(wù)的要求合理選擇集成器件的方法；

3、學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字鐘的工作原理及設(shè)計(jì)方法，并且通過(guò)對(duì)數(shù)字鐘的制作

進(jìn)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(xué)習(xí)使用protel軟件進(jìn)行電子電路的原理圖設(shè)計(jì)、印制電路板設(shè)計(jì)；

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(diào)試方法；

7、提高檢查故障和排除故障的能力。

二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

利用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字顯示時(shí)、分、秒的時(shí)鐘，應(yīng)具備如下功能：

1、能進(jìn)行正常的時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間；

2、時(shí)應(yīng)以24小時(shí)計(jì)時(shí)周期，計(jì)數(shù)序列為00—23；

3、計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)能校正，可以分別對(duì)時(shí)和分進(jìn)行校正。

三、實(shí)驗(yàn)器材

計(jì)算機(jī)、protel軟件、555定時(shí)器一個(gè)、6個(gè)74LS161、3個(gè)74LS90、個(gè)74LS48、6個(gè)數(shù)碼管、若干個(gè)74LS00和74LS04、電源、開關(guān)。

四、實(shí)驗(yàn)原理

1、電路的總體原理框圖

數(shù)字鐘是一個(gè)將“ 時(shí)”，“分”，“秒”顯示于人的視覺(jué)器官的計(jì)時(shí)裝置。它

2、數(shù)字鐘的構(gòu)成的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分59秒，另外應(yīng)有校時(shí)功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器、校時(shí)電路、振蕩電路組成。數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使振蕩電路構(gòu)成數(shù)字鐘。

⑴555振蕩電路

555定時(shí)器振蕩電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的1KＨz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)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(hào)經(jīng)3次分頻后得到1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。

⑶時(shí)間計(jì)數(shù)器電路

時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器。⑷譯碼驅(qū)動(dòng)電路

譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)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。

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(shè)計(jì)提供的為L(zhǎng)ED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(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及數(shù)碼顯示管、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等組成。秒信號(hào)發(fā)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，本實(shí)驗(yàn)用555定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”采用六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)作為“時(shí)計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)經(jīng)七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)LED七段共陰極數(shù)碼顯示管顯示出來(lái)。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路是根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)的輸出狀態(tài)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，然后去觸發(fā)一音頻發(fā)生器實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)。校時(shí)電路是用來(lái)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整的。

五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1、六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路

由兩片74160構(gòu)成的六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器如下圖所示。首先將兩片74160構(gòu)成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路的59狀態(tài)譯碼產(chǎn)生LD＇=0信號(hào)，同時(shí)加到兩片74LS161上，在下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（第60個(gè)計(jì)數(shù)脈沖）到達(dá)時(shí)將0000同時(shí)輸入兩片74LS161中，從而得到六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。進(jìn)位輸出可有門電路G的輸出直接得到。

2、二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路

由兩片74LS161構(gòu)成的二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器如下圖所示。首先將兩片74160構(gòu)成一百進(jìn)制計(jì)數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法接成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。電路的23狀態(tài)譯碼產(chǎn)生ＬＤ＇=0信號(hào)，同時(shí)加到兩片74LS161上，在下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（第24個(gè)計(jì)數(shù)脈沖）到達(dá)時(shí)將0000同時(shí)輸入兩片74LS161中，從而得到二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

3、秒信號(hào)發(fā)生器電路

秒信號(hào)發(fā)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，本實(shí)驗(yàn)用555定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。先將555定時(shí)器的2、6管腳連在一起構(gòu)成施密特觸發(fā)器，然后再通過(guò)RC積分電路構(gòu)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(jīng)不同的路徑，充電電流只流經(jīng)R1，放電電流只流經(jīng)R2，因此電容C1的充電時(shí)間為

T1=R1C1Ln2 電容C1的放電時(shí)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(gè)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(shí)電路

校準(zhǔn)電路實(shí)質(zhì)上是由一個(gè)555定時(shí)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(jìn)入計(jì)數(shù)器，數(shù)字鐘正常工作。校時(shí)時(shí)先按下按鈕J2，若按下J2則10Hz脈沖信號(hào)進(jìn)入分計(jì)數(shù)器的個(gè)位，而分脈沖被阻止進(jìn)入，因而較快的校準(zhǔn)分計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值；若按下J1則100Hz脈沖信號(hào)進(jìn)入時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位，而時(shí)脈沖被阻止進(jìn)入，因而較快的校準(zhǔn)時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。

5、譯碼顯示電路

譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動(dòng)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(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端，便可進(jìn)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(shí)驗(yàn)總電路圖

Multisim仿真原理圖

七、實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果 1、1kHz脈沖信號(hào)：

2、秒時(shí)鐘：

3、分時(shí)鐘：

4、時(shí)時(shí)鐘：

5、實(shí)驗(yàn)總仿真圖：

八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

1、仿真過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法 剛接到數(shù)字鐘這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，感覺(jué)腦子中一片混亂，理不出來(lái)一個(gè)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(gè)集成芯片的功能和它們的接法，然后又查閱了相關(guān)的資料。經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程之后，我構(gòu)思出來(lái)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(shè)計(jì)、畫電路圖的時(shí)候卻不斷出現(xiàn)了一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。比如用74LS161芯片構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器后，在Multisim里找不到實(shí)驗(yàn)室用到的CD4511BE型號(hào)的譯碼器，那我該如何選合適的譯碼器進(jìn)行譯碼？用555定時(shí)器產(chǎn)生1Hz的秒脈沖信號(hào)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(huì)走數(shù)字呢？24進(jìn)制的地方為什么仿真結(jié)果總是會(huì)有些不對(duì)，從09變成10的時(shí)候中間會(huì)有一個(gè)類似于“8”一樣的數(shù)出現(xiàn)，使得24進(jìn)制與60進(jìn)制不能同步進(jìn)行，總是慢一秒？。于是我又去查資料，并請(qǐng)教了一些同學(xué)、老師才逐漸掌握了解決這些問(wèn)題的方法，最后將問(wèn)題一個(gè)個(gè)的擊破了。經(jīng)上網(wǎng)百度后，我知道用74LS48譯碼比較合適；問(wèn)同學(xué)、老師后，我知道1Hz數(shù)碼管能走數(shù)字，但是周期太長(zhǎng)，所以將555定時(shí)器改成1KHz的才能很直觀的看到實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果；在24進(jìn)制的個(gè)位上加一個(gè)非門后就能實(shí)現(xiàn)正常功能。經(jīng)過(guò)幾次修改完善之后，我的設(shè)計(jì)仿真終于做出來(lái)了。

2、畫protel原理圖遇到的問(wèn)題

①用單刀雙擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)校時(shí)電路時(shí)發(fā)現(xiàn)所選開關(guān)沒(méi)有封裝，后來(lái)經(jīng)老師點(diǎn)撥在“元件庫(kù)”中查找到了帶封裝的單刀雙擲開關(guān)；

②不知道花PCB板的時(shí)候需要在板子的某個(gè)角落放總電源，否則整塊板子無(wú)法供電使用，就連555定時(shí)器也需要電源驅(qū)動(dòng)才能正常產(chǎn)生脈沖信號(hào)，加個(gè)電源開關(guān)更能使整個(gè)電路設(shè)計(jì)的合理、規(guī)范；

3、心得體會(huì)

此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于理論設(shè)計(jì)、對(duì)各種集成芯片的應(yīng)用和電路本身的原理的熟悉,與電路的仿真和實(shí)際的連線有很大的差距。在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過(guò)程中,讓我更進(jìn)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。在連接六十進(jìn)制及其進(jìn)位輸出和用555定時(shí)器構(gòu)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(cuò)時(shí)能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正。

這次電子課程設(shè)計(jì)讓我收獲很大，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步地增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的動(dòng)腦、動(dòng)手能力。讓我體會(huì)到了學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，并發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)面是很窄的，對(duì)很多簡(jiǎn)單的理論問(wèn)題都比較難于解決，更別說(shuō)實(shí)際的的問(wèn)題了。所以，以后遇到這種動(dòng)手操作的能力我一定要格外重視，并且努力完成它，爭(zhēng)取做到最好的效果。