第一篇：數(shù)字鐘

目 錄

摘要................................................................1 ABSTRACT............................................................1 1.電路設(shè)計(jì)原理及框圖...............................................2

1.1 分析要求，畫出原理框圖.......................................2

1.2 單元電路設(shè)計(jì).................................................3

1.2.1 計(jì)數(shù)電路...............................................3 1.2.2 譯碼顯示電路...........................................5 1.2.3 校時(shí)電路...............................................9 1.2.4 秒脈沖發(fā)生器..........................................11 1.3 總體電路....................................................14 2.仿真測試........................................................14 3.元件清單........................................................16 4.心得體會........................................................18 參考文獻(xiàn)...........................................................20

武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

摘要

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，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，已得到廣泛的使用。數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)方法有許多種,例如,可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子鐘等等。這些方法都各有其特點(diǎn)，其中利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子鐘具有編程靈活，并便于功能的擴(kuò)展。這次設(shè)計(jì)的數(shù)字鐘分為以下幾個(gè)模塊：秒脈沖發(fā)生器，數(shù)字顯示模塊，計(jì)數(shù)模塊，校時(shí)模塊，抗抖動模塊。可完成暫停，調(diào)時(shí)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能。

Abstract A digital clock is a kind of digital circuit technology, minutes and seconds when the timing device, and the mechanical clock is higher than the accuracy and intuitive, and no mechanical device, has long use life, has been widely used.A digital clock design method, for example, there are many kinds of medium scale integrated circuit used electric clock, Also can use special electric clock chips with display circuit and the need of peripheral circuit electric clock, Still can use to realize electric clock chip, etc.These methods are each has its own characteristics, which use the microcontroller programming, flexible and electric clock to function.The design of the digital clock is divided into the following several modules: second pulse generator, digital display module, counting module, school, vibration module when module.Can complete suspension, adjustable, on time.關(guān)鍵字：數(shù)字時(shí)鐘（digital clock）、計(jì)時(shí)（time counting）、校時(shí)（timing）、秒脈沖電路（pulse per second circuit）、顯示電路（display circuit）武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1.電路設(shè)計(jì)原理及框圖

1.1 分析要求，畫出原理框圖

此次課程設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)數(shù)字鐘電路并制作實(shí)物系統(tǒng)，按照基本要求，我們分析具體任務(wù)得到以下四點(diǎn)：

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)秒脈沖發(fā)生器。

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)兩個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（3）設(shè)計(jì)調(diào)時(shí)電路。（4）設(shè)計(jì)抗抖動電路。（5）設(shè)計(jì)顯示電路。（6）將各電路結(jié)合起來。

可用于時(shí)鐘計(jì)數(shù)及校時(shí)電路的總體方案框圖如1.1所示：

圖1.1 總體方框圖

1秒脈沖產(chǎn)生的信號是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，電路采用晶體振蕩電路及分頻電路來實(shí)現(xiàn)。譯碼顯示電路用74LS47及共陽極七段顯示譯碼管構(gòu)成。校時(shí)電路用開關(guān)及簡單邏輯門來實(shí)現(xiàn)。

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1.2 單元電路設(shè)計(jì) 1.2.1 計(jì)數(shù)電路

計(jì)數(shù)器按計(jì)數(shù)的功能來分，可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器；按進(jìn)位基數(shù)來分，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)的進(jìn)位方式來分，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路，它的作用是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號輸出。

計(jì)數(shù)器選用中規(guī)模集成電路74LS390進(jìn)行設(shè)計(jì)，74LS390是常用的雙二－五－十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二—十進(jìn)制編碼，并具有直接置零端。1、74LS390的工作原理是：

A． 將輸出QA與輸入B相接，構(gòu)成8421BCD碼計(jì)數(shù)器； B． 將輸出QD與輸入A相接，構(gòu)成5421BCD碼計(jì)數(shù)器； C.有異步清零功能。其引腳圖如下：

圖 1.2 74LS390引腳圖 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

2、由74LS390構(gòu)成的六十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器如圖1.3：

圖1.3 74LS390構(gòu)成的六十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器

它的計(jì)數(shù)原理是：低位計(jì)數(shù)器U2（右）在CPA端時(shí)鐘脈沖作用下作加計(jì)數(shù)，而只有當(dāng)?shù)臀欢薗D由1變?yōu)?時(shí)（即十進(jìn)制循環(huán)一個(gè)周期），高位計(jì)數(shù)器U1（左）才做加計(jì)數(shù)，直到加到6那一刻由于置零端此時(shí)開始有效，于是高位計(jì)數(shù)器重新回到0，此時(shí)計(jì)數(shù)器顯示00，然后重新下一輪計(jì)數(shù)，因此便構(gòu)成從00-59計(jì)數(shù)，即60進(jìn)制。此處，當(dāng)十位為6時(shí)，即十位Qc為1QB為1時(shí)，清零，則用與門接出Qc、QB，與門輸出端接RD,則當(dāng)為60時(shí)就立刻被清零，變成零，60不出現(xiàn)。

3、由74LS390構(gòu)成的24進(jìn)制加計(jì)數(shù)器。

同理，對于24進(jìn)制的加計(jì)數(shù)器，原理基本一樣。低位計(jì)數(shù)器U2（右）在CPA端時(shí)鐘脈沖作用下作加計(jì)數(shù)，而只有當(dāng)?shù)臀欢薗D由1變?yōu)?時(shí)（即十進(jìn)制循環(huán)一個(gè)周期），高位計(jì)數(shù)器U1（左）才做加計(jì)數(shù)，直到加到6那一刻由于置零端此時(shí)開始有效，于是高位計(jì)數(shù)器重新回到0，此時(shí)計(jì)數(shù)器顯示00，然后重新下一輪計(jì)數(shù)，因此便構(gòu)成從00-24計(jì)數(shù)，即60進(jìn)制。此處，當(dāng)十位為2個(gè)位為4時(shí)，即十位QB為1個(gè)位Qc為1時(shí)，清零，則用與門接出個(gè)位Qc、十位QB，與門輸出端接RD,則當(dāng)為24時(shí)就立刻被清零，變成零，24不出現(xiàn)。

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其原理圖如圖1.4：

圖1.4 74LS390構(gòu)成的24進(jìn)制加計(jì)數(shù)器

計(jì)時(shí)電路用與門實(shí)現(xiàn)進(jìn)位功能，所用與門為74LS08.1.2.2 譯碼顯示電路

如果把7段數(shù)碼管的每一段都等效成發(fā)光二極管的正負(fù)兩個(gè)極，那共陽顯示方式就是把a(bǔ)bcdefg這7個(gè)發(fā)光二極管的正極連接在一起并接正極電源；它們的7個(gè)負(fù)極接到7段譯碼驅(qū)動電路74LS47的相對應(yīng)的驅(qū)動端上（也 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

是abcdefg）。

1、由74LS47構(gòu)成數(shù)碼管的驅(qū)動電路

74LS47芯片是一種常用的共陽極七段數(shù)碼管譯碼器及驅(qū)動器，常用在各種數(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中，74LS47顯示譯碼器的功能如下表：

表1.1 74LS47的真值表

H=高電平L=低電平×=不定 注：

（1）當(dāng)需要0到15的輸出功能時(shí)，滅燈輸入（BI）必須為開路或保持在高邏輯電平，若不要滅掉十進(jìn)制零，則動態(tài)滅燈輸入（RBI）必須開路或處于高邏輯電平。

（2）當(dāng)?shù)瓦壿嬰娖街苯蛹拥綔鐭糨斎耄˙I）時(shí)，不管其它任何輸入端的電平如何，所有段的輸出端都關(guān)死。

（3）當(dāng)動態(tài)滅燈輸入（RBI）和 輸入端A、B、C、D 都處于低電平而試燈輸入(LT)為 高時(shí)，則所有段的輸出端進(jìn)入關(guān)閉且動態(tài)滅燈輸出（RBO）處于低電平（響應(yīng)條件）。

（4）當(dāng)滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開路或保持在高電平，且 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

將低電平加到試燈輸入(LT)時(shí)，所有段的輸出端都得打開。

BI/RBO 是用作滅燈輸入（BI）與/或動態(tài)滅燈輸出（RBO）的線與邏輯。

LT為試燈輸入，當(dāng)LT=0，IB/YBR=1時(shí)，若七段均完好，顯示字形是“8”，該輸入端常用于檢查74LS48顯示器的好壞;當(dāng)LT=1時(shí)，譯碼器方可進(jìn)行譯碼顯示。IBR用來動態(tài)滅零，當(dāng) LT = 1時(shí)，且I(xiàn)BR =0，輸入A3A2A1A0=0000時(shí)，則I(xiàn)B/YBR=0使數(shù)字符的各段熄滅，當(dāng)譯碼輸入不全為0時(shí)該位正常顯示，本輸入端用于消隱無效的0；IB/YBR 為滅燈輸入/滅零輸出端，作為輸入使用時(shí)，當(dāng) IB =0時(shí)不管輸入如何, 數(shù)碼管不顯示數(shù)字；作為輸出使用時(shí)，受控于LT、IBR，IBR為控制低位滅零信號,當(dāng)YBR=1時(shí), 說明本位處于顯示狀態(tài)，若YBR=0, 且低位為零, 則低位零被熄滅。

該電路在應(yīng)用中可以驅(qū)動共陽極的發(fā)光二極管或直接驅(qū)動白熾燈指示器。

7447 之輸出系為驅(qū)動器設(shè)計(jì)，其邏輯0 之吸入電流高達(dá)40mA，故在使用必須加入330Ω 左右電阻加以限流，以免過大電流流經(jīng)LED 而燒毀顯示器。

74LS47十位引腳圖如下圖：

圖 1.5 74LS47引腳圖

2、共陽極七段顯示譯碼管的引腳圖如下： 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

圖 1.6 共陽極七段顯示譯碼管的引腳圖

七段顯示譯碼管要串上電阻才行，否則電流過大會燒壞管子。此處我們使用的是左邊的一種共陽極七段顯示譯碼管。

3、把六片的LAMP置高電平，譯碼器工作。具體電路如下：

圖 1.7 計(jì)時(shí)電路

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1.2.3 校時(shí)電路

對于秒校時(shí)電路，只需讓連接秒計(jì)時(shí)電路的CP無法輸送到即可，待到標(biāo)準(zhǔn)秒鐘數(shù)字與停下秒針數(shù)字一樣時(shí)就讓秒鐘恢復(fù)計(jì)時(shí)，即讓秒鐘計(jì)時(shí)電路的CP重新可以輸入即可。對于分及時(shí)校時(shí)電路，先讓分及時(shí)計(jì)時(shí)電路停下來，再進(jìn)行校時(shí)即可，具體步驟為：首先讓分及時(shí)計(jì)時(shí)電路的CP停止輸入，再采用手動按鍵開關(guān)所產(chǎn)生的脈沖讓分和時(shí)的計(jì)數(shù)電路可以進(jìn)行數(shù)字的調(diào)整。

秒脈沖校時(shí)電路如下圖：

圖 1.8 秒脈沖校時(shí)電路

秒脈沖校時(shí)電路是用一個(gè)簡單邏輯門電路——二輸入與門電路，分別實(shí)現(xiàn)脈沖CP的輸入和停止輸入。這個(gè)與門的一個(gè)輸入端接使電路計(jì)時(shí)的CP脈沖，另一個(gè)輸入端接控制電路。如上圖所示，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，即按鍵開關(guān)彈起時(shí)，與門的另一個(gè)輸入端為高電平，與門打開，CP脈沖正常輸入；當(dāng)開關(guān)閉合式，即按鍵開關(guān)按下時(shí)，與門的另一個(gè)輸入端為低電平，與門關(guān)斷，CP脈沖不能正常輸入。

正常計(jì)時(shí)時(shí)，令開關(guān)斷開，即按鍵開關(guān)自然彈起；需要校時(shí)時(shí)，令開關(guān)閉合，即使按鍵開關(guān)按下，當(dāng)秒時(shí)鐘停下所顯示數(shù)字與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字一樣時(shí)，令秒時(shí)鐘恢復(fù)行走，即再讓按鍵開關(guān)恢復(fù)到自然的彈起狀態(tài)。武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

分校時(shí)電路或時(shí)校時(shí)電路如下圖：

圖1.9 分脈沖或時(shí)脈沖校時(shí)電路

分校時(shí)電路或時(shí)校時(shí)電路是用兩個(gè)與非門及兩個(gè)反相器來分別實(shí)現(xiàn)CP的輸入和停止輸入以及校時(shí)功能的。如上圖所示，兩個(gè)與非門，當(dāng)開關(guān)均斷開時(shí)，即按鍵開關(guān)都處于自然彈起狀態(tài)時(shí)，CP正常輸入；當(dāng)開關(guān)有一個(gè)閉合即按鍵有一個(gè)開關(guān)按下時(shí)，CP不能輸入，一般使右邊一個(gè)開關(guān)閉合來阻止CP的輸入。當(dāng)需要校時(shí)時(shí)，首先使CP停止輸入信號，然后進(jìn)行教校時(shí)。則先使右邊開關(guān)閉合，再讓左邊的開關(guān)一閉一合地進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)字調(diào)整。每次開關(guān)一閉一合均產(chǎn)生一個(gè)脈沖，也包含有一個(gè)下降沿，使時(shí)鐘被觸發(fā)，進(jìn)而可以達(dá)到時(shí)鐘數(shù)字調(diào)整。

與非門用4-2輸入的74LS00，反相器用6-2輸入的74LS04。因?yàn)榇颂幱惺謩娱_關(guān)，所以涉及到抗抖動的問題。我們選用電容來抗抖動，因?yàn)殡娙萦胁荒苁闺姾伤查g改變的功能。但電容不能選的太大，否則會影響整個(gè)電路的穩(wěn)定性，而且也會延遲時(shí)間，使時(shí)間不準(zhǔn)，秒計(jì)時(shí)電路的抗抖動電容太大還會與其直接相接的秒脈沖電路的頻率，使其頻率變小。若電容選的太小，抗抖動能力差，因此綜合來那個(gè)方面考慮，我們在秒計(jì)時(shí)電路選用幾十pf的電容，在分計(jì)時(shí)電路和十計(jì)時(shí)電路，采用幾u(yù)f的電容。另外為了避免電源直接對電容充放電會有不穩(wěn)定因素產(chǎn)生，因此在電容的支路上串聯(lián)一小電阻，既不改變電路的總的電阻值，但會使電路更穩(wěn)定。

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1.2.4 秒脈沖發(fā)生器

觸發(fā)脈沖是由晶體振蕩電路產(chǎn)生的，輸出方波振蕩頻率為即為晶體振蕩頻率。在此處，我們選用振蕩頻率為32768HZ的晶體振蕩器。為了得到所需的1HZ的脈沖信號，需對晶體振蕩器的輸出信號進(jìn)行15分頻。

此處用到了一個(gè)可以14分頻的芯片CD4060.從CD4060芯片14分頻后輸出的信號在經(jīng)過D觸發(fā)器進(jìn)行又一次分頻，已獲得1HZ的脈沖信號。

具體電路如下：

圖1.10 秒脈沖發(fā)生電路

X1為振蕩頻率為32768HZ的晶體振蕩器。Q13的輸出為經(jīng)過了14分頻后的信號。D觸發(fā)器的CP端接CD4060的Q13輸出端，D接Q,輸出為Q,則可達(dá)到二分頻的作用。

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如下圖為CD4060的引腳圖：

圖 1.11 CD4060的引腳圖

下圖為CD4060進(jìn)行14分頻的電路圖：

圖 1.12 CD4060的電路圖

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下表為CD4060的真值表：

表 1.2 CD4060的真值表

下圖為雙D觸發(fā)器4013的引腳圖：

圖 1.13 雙D觸發(fā)器4013的引腳圖

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1.3 總體電路

圖 1.14總體電路圖

此電路由計(jì)時(shí)電路、校時(shí)電路、顯示電路組成。

該電路元件清單如下：

2.仿真測試

此電路用Proteus進(jìn)行仿真

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仿真圖如下：

圖 1.15 數(shù)字鐘仿真圖 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

3.元件清單

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4.心得體會

這次課程設(shè)計(jì)從分析要求到設(shè)計(jì)電路到焊板子到寫報(bào)告都學(xué)到了很多東西，關(guān)于理論的實(shí)踐的。雖然這次這個(gè)過程中遇到了許多困難，但也找到了不少樂趣。

我們兩個(gè)人一組，我們的電路是根據(jù)以前學(xué)過的知識設(shè)計(jì)出來的。我們首先設(shè)計(jì)電路圖，然后用Proteus進(jìn)行仿真，出了結(jié)果后我們就去買元件，然后進(jìn)行焊板子。

我覺得這次課程設(shè)計(jì)最難的就是焊板子，焊板子要考慮板子的布局，焊的先后順序，如果順序焊的有點(diǎn)不對，很可能就焊不出來了。

我們首先焊的是秒脈沖發(fā)生器，我們在把板子連好以后，發(fā)現(xiàn)秒脈沖不能起振，經(jīng)過反復(fù)檢查才發(fā)現(xiàn)時(shí)4060的12腳沒接地，將這個(gè)錯(cuò)誤改正后我們得到了一個(gè)性能比較不錯(cuò)的秒脈沖發(fā)生器。

后來們進(jìn)行的是時(shí)鐘主要電路板的連接。由于開始時(shí)不知道7段顯示譯碼管在接點(diǎn)源時(shí)要串電阻，一開始就燒了兩個(gè)，讓我們很郁悶。不過從中得到了啟發(fā)，就是在接電路的過程中要接上拉電阻。

然后進(jìn)行的是調(diào)試，調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)開關(guān)不能抗抖動，然后我們又想用電容來抗抖動，但是發(fā)現(xiàn)電容直接接上去后使電路不穩(wěn)定，我們又在電容支路上串了一個(gè)小電阻，既不改變總體電路的阻值，又使電路保持基本穩(wěn)定，電容不能太大也不能太小，太小的話會使抗抖動效果不好，太大的話使反應(yīng)時(shí)間過長，導(dǎo)致調(diào)時(shí)困難。

在此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)過程中,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.在連接六進(jìn)制,十進(jìn)制,六十進(jìn)制的進(jìn)位及十二進(jìn)制的接法中,要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能,那么在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正了.在設(shè)計(jì)電路中,往往是先仿真后連接實(shí)物圖,但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的,例如仿真的連接示意圖中,往往沒有接高電平的16腳或 18 武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

14腳以及接低電平的7腳或8腳,因此在實(shí)際的電路連接中往往容易遺漏.又例如74LS390芯片,其本身就是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器,在仿真電路中必須連接反饋線才能正常顯示,而在實(shí)際電路中無需再連接,因此仿真圖和電路連接圖還是有一定區(qū)別的.在設(shè)計(jì)電路的連接圖中出錯(cuò)的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯(cuò)誤所引起的.武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

參考文獻(xiàn)

[1] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測試.華中理工大學(xué)出版社, 2005.5 [2] 彭介華主編.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).高等教育出版社

[3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）.高等教育出版社，2006 [4] 李哲英主編.電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)（數(shù)字部分）.高等教育出版社，2003

第二篇：數(shù)字鐘

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

__24_小時(shí)__數(shù)字鐘

學(xué)院：電子信息工程學(xué)院

任課老師：張學(xué)成

課程設(shè)計(jì)：數(shù)字鐘

學(xué)號：25號

班級：095

姓名：黃偉

目 錄

一、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求??????1

二、總體框圖 ???????????????1

三、選用器件及部分器件使用說明 ??????6

四、功能模塊 ???????????????14

五、總體設(shè)計(jì)電路圖?????????????17

六、課程設(shè)計(jì)的心得體會???????????19

七、參考文獻(xiàn)????????????????20

數(shù)字鐘

數(shù)字鐘是用數(shù)字集成電路構(gòu)成的、用數(shù)碼顯示的一種現(xiàn)代計(jì)時(shí)器，與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、無機(jī)械傳動裝置等特點(diǎn)。因而廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、商店等公共場所。在控制系統(tǒng)中，也常用來作定時(shí)控制的時(shí)鐘源。

一、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)與基本要求

用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)并制作一臺能顯示時(shí)、分、秒的數(shù)字鐘。（1）由信號發(fā)生器器產(chǎn)生時(shí)鐘信號。（2）小時(shí)計(jì)數(shù)器用24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

（3）可以用手動校正時(shí)間，能分別進(jìn)行時(shí)、分的校正。（4）采用LED顯示時(shí)、分、秒。（5）要求電路主要采用中規(guī)模集成電路。(6)要求電源電壓+5伏— +10伏。

二、總體框圖

(一)各個(gè)模塊及功能

數(shù)字式計(jì)時(shí)器一般都由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。其中振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號發(fā)生器，由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。秒信號送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來。“時(shí)”顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成，“分”、“秒”顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成。其原理圖如圖6.1.1所示。

1.振蕩器 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的準(zhǔn)確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，通常選用晶振構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高，如果精度要求不高也可以采用集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器。這里選用多諧振蕩器，設(shè)振蕩頻率f=1kKz。

圖6.1.1 數(shù)字鐘原理框圖

2．分頻器 分頻器的功能是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號，因?yàn)?4LS90是二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所以選用1片就可以完成上述功能，即3片級連則可獲得所需要的頻率信號：第1片的Q0端輸出頻率為1Hz標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號。如果振蕩頻率為100kHz時(shí)，就需要5片74LS90進(jìn)行級聯(lián)。

3．時(shí)間計(jì)數(shù)器 由總系統(tǒng)框圖可知，數(shù)字時(shí)鐘需要兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別用作“分”和“秒”的計(jì)數(shù)，還需要一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器作“小時(shí)”的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器可以采用前面的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS160。

4．校時(shí)電路 在計(jì)數(shù)開始或計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，必須和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間校準(zhǔn)，這一功能同校時(shí)電路完成。校時(shí)的方法是給被校的計(jì)時(shí)電路引入一個(gè)超出常規(guī)計(jì)時(shí)許多倍的快速脈沖信號，從而使計(jì)時(shí)電路快速到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。將“秒”信號分別引到“分”和“時(shí)”的脈沖輸入端以便快速校準(zhǔn)“分”

5.譯碼器、驅(qū)動及顯示電路 從數(shù)字鐘計(jì)數(shù)器輸出的信號為8421BCD代碼，需要經(jīng)譯碼變成七段字形代碼，用七段數(shù)碼管顯示出來。七段數(shù)碼管分共陰，共陽兩種，這里選用共陰數(shù)碼管BS201，相應(yīng)的譯碼器采用CT74248。由于采用靜態(tài)方式顯示，每個(gè)數(shù)碼管必須有一個(gè)相應(yīng)的譯碼器將8421BCD代碼譯成七段字形代碼。

(二)方案設(shè)計(jì)及選擇

方案一：由集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器作為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號源。如圖（1）所示。

圖（1）

方案二：振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度,通常選用石英晶體構(gòu)成的振蕩器電路。石英晶體振蕩器的作用是產(chǎn)生時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號。因此,一般采用石英晶體振蕩器經(jīng)過分頻得到這一時(shí)間脈沖信號。

圖（2）

如圖(2)所示為電子手表集成電路中的晶體振蕩器電路,常取晶振頻率為32768Hz,因其內(nèi)部有15級2分頻集成電路,所以輸出端正好可得到1Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖。

信號發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心。它的穩(wěn)定度及頻率的精確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，在本實(shí)驗(yàn)中我選用555振蕩器產(chǎn)生脈沖經(jīng)過整形、分步獲得1Hz的脈沖。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度就越高。

三、選用器件及部分器件的使用說明

74LS90 1片，74LS160 6片，74LS00 19片，74LS08 2片。74LS04 4片

74LS90邏輯框圖

74LS90邏輯符號

74LS90邏輯功能:74LS90是異步二-五-十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它即可以做二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，有可以做五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

通過不同的連接方式，可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；還可以借助R0(1)、R0(2)對計(jì)數(shù)器清零，借助S9(1)、S9(2)將計(jì)數(shù)器置9，其功能如下；

(1)計(jì)數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

(2)計(jì)數(shù)脈沖從CP2輸入，QD、QC、QB輸出端，為異步五進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(3)若將CP2和QA相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端。則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。(4)若將CP1和QD相連，計(jì)數(shù)脈沖由CP2輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。

(5)清零、置9功能

a)異步清零

當(dāng)R0(1)、R0(2)均為“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)異步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。b)置9功能

當(dāng)S9(1)、S9(2)均為“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”時(shí)，實(shí)現(xiàn)置9功能，即QDQCQBQA＝1001

74LS90邏輯功能表

74LS90內(nèi)部原理圖

74LS02邏輯框圖(異或邏輯框圖)

74LS02邏輯符號

74LS02內(nèi)部原理圖

74LS02邏輯功能表

異或邏輯功能如下:當(dāng)A、B不同時(shí),輸出Y為1；而A、B相同時(shí)，輸出Y為0。2輸入端四或非門

74LS00邏輯框圖(與非邏輯框圖)

74LS00邏輯符號

74LS00內(nèi)部原理圖

74LS00邏輯功能表(與非邏輯功能表)

與非門邏輯功能:將A、B先進(jìn)行與運(yùn)算,然后將結(jié)果求反,最后得到的A、B的與非運(yùn)算結(jié)果.因此,可以把與非運(yùn)算看作是與運(yùn)算和非運(yùn)算的組合.2輸入端四與非門

74LS08邏輯框圖(與門邏輯框圖)

74LS08邏輯符號

74LS08內(nèi)部原理圖

74LS08邏輯功能表(與門邏輯功能表)

與門邏輯功能：只有決定事物結(jié)果的全部條件同時(shí)具備時(shí)，結(jié)果才發(fā)生。2輸入端四與門

74LS04邏輯框圖(非門邏輯框圖)

74LS04邏輯符號

74LS04內(nèi)部原理圖

74LS04邏輯功能表(非門邏輯功能表)

非門邏輯功能：只要條件具備了，結(jié)果便不會發(fā)生；而條件不具備時(shí)，結(jié)果一定發(fā)生。

四、功能模塊

1．每個(gè)模功能塊要分別打印出電路圖，并詳細(xì)說明每一模塊的邏輯功能，每一器件的邏輯功能，器件之間的連接關(guān)系

（一）振蕩器 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的準(zhǔn)確度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，通常選用晶振構(gòu)成振蕩器電路。一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高，如果精度要求不高也可以采用集成邏輯門與RC組成的時(shí)鐘源振蕩器或由集成定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器。這里選用石英晶體振蕩器，設(shè)振蕩頻率f=1kKz。電路圖如下

（二）分頻器 分頻器的功能是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號，因?yàn)?4LS90是二—五—十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，第1片的Q3端輸出為1Hz。如果振蕩頻率為100kHz時(shí)，就需要5片74LS90進(jìn)行級聯(lián)。電路圖如下圖所示

（三）時(shí)間計(jì)數(shù)器 由總系統(tǒng)框圖可知，數(shù)字時(shí)鐘需要兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別用作“分”和“秒”的計(jì)數(shù)，還需要一個(gè)二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器作“小時(shí)”的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器可以采用前面的中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器74LS160。電路圖如下所示

（四）校時(shí)電路 在計(jì)數(shù)開始或計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)，必須和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間校準(zhǔn)，這一功能同校時(shí)電路完成。校時(shí)的方法是給被校的計(jì)時(shí)電路引入一個(gè)超出常規(guī)計(jì)時(shí)許2倍的快速脈沖信號，從而使計(jì)時(shí)電路快速到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。將震蕩信號分別引到“分”和“時(shí)”的脈沖輸入端以便快速校準(zhǔn)“分”。電路圖如下所示

三． 總體設(shè)計(jì)電路圖

1.數(shù)字式計(jì)時(shí)器一般都由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器等幾部分組成。其中振蕩器和分頻器組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號發(fā)生器，由不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)。秒信號送入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，把累計(jì)的結(jié)果以“時(shí)”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來。“時(shí)”顯示由二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成，“分”、“秒”顯示分別由六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器構(gòu)成。

555振蕩器發(fā)生脈沖信號,經(jīng)過分頻器最后輸出1Hz信號，把分頻器的Q3接到計(jì)數(shù)器的INA處,使分頻器與計(jì)數(shù)器相連。然后計(jì)數(shù)器與顯示器相連，秒、分、時(shí)分別對應(yīng)著。另外還有校正部分，圖見校時(shí)電路的電路圖。左邊的開關(guān)是時(shí)校正，中間的開關(guān)是分校正，可以手動校正。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果:實(shí)驗(yàn)箱上的數(shù)字鐘正常運(yùn)行,已經(jīng)成功達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求和目的。第一次連線沒有顯示出結(jié)果，原因是接線處有一處導(dǎo)線接觸不良，經(jīng)過檢查，成功的排除了故障。當(dāng)再一次打開數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱開關(guān)后，還是跟第一次一樣，只顯示50秒，然后秒的數(shù)字就再運(yùn)行。經(jīng)過又一次檢查，發(fā)現(xiàn)是秒顯示器的74LS90器件接觸不良，用手按住后，數(shù)字鐘正常運(yùn)行，秒到六十向分進(jìn)一，分到六十向時(shí)進(jìn)一，時(shí)到二十四時(shí)，自動回到零。自此，實(shí)驗(yàn)全部完成。

六．課程設(shè)計(jì)的心得體會

課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，電子技術(shù)在生活中可以說是無處不在。因此做為二十一世紀(jì)的大學(xué)生來說掌握電子技術(shù)是非常之重要。回顧此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩周的日子里，可以說是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上無法學(xué)到的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有理論與實(shí)際相結(jié)合才能提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)中遇到的問題有很多，這畢竟是第一次，難免會遇到各種各樣的問題。在這次設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)我所學(xué)的知識這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在今后的學(xué)習(xí)中我要更加努力奮斗！

這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在百度的幫助下都一一解決。在此我十分感謝百度對我的幫助和支持。

第三篇：數(shù)字鐘

數(shù)字鐘電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目: 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作

學(xué) 年 學(xué) 期:

專 業(yè) 班 級: 學(xué) 號:

姓 名:

指導(dǎo)教師及職稱:講師 時(shí) 間: 地點(diǎn)： 設(shè)計(jì)目的

熟悉集成電路的引腳安排.掌握各芯片的邏輯功能及使用方法.了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法.了解數(shù)字鐘的組成及工作原理.熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作.設(shè)計(jì)要求 1.設(shè)計(jì)指標(biāo)

時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期;顯示時(shí),分,秒;有校時(shí)功能,可以分別對時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí),使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間;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.2.設(shè)計(jì)要求

畫出電路原理圖(或仿真電路圖);元器件及參數(shù)選擇;電路仿真與調(diào)試;.3.制作要求 自行裝配和調(diào)試,并能發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.4.編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)與制作的全過程,附上有關(guān)資料和圖紙,有心得體會.設(shè)計(jì)原件

設(shè)計(jì)原理

數(shù)字電子鐘由秒信號發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校時(shí)電路等組成。秒信號產(chǎn)生器是由石英晶體振蕩器分頻后得到的。秒計(jì)數(shù)器到60后，對分計(jì)數(shù)器送入一個(gè)脈沖，進(jìn)行分計(jì)數(shù)，分計(jì)數(shù)器到60后，對時(shí)計(jì)數(shù)器送入一個(gè)脈沖，進(jìn)行時(shí)計(jì)數(shù)，時(shí)計(jì)數(shù)器是12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)對一天12小時(shí)計(jì)數(shù)。數(shù)字電子鐘的顯示由計(jì)數(shù)器、譯碼器經(jīng)數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。首先構(gòu)成一個(gè)CB555定時(shí)器產(chǎn)生震蕩周期為一秒的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖，由74LS161采用同步預(yù)置數(shù)法分別組成六十進(jìn)制的秒記數(shù)器、六十進(jìn)制分記數(shù)器、十2進(jìn)制時(shí)記數(shù)器，使用74LS48為驅(qū)動器。（1）秒信號發(fā)生器

秒信號由555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路來產(chǎn)生，振蕩頻率可通過調(diào)解R或C的值來改變。當(dāng)R=47K,C=10uF。由公式得當(dāng)Rw=47K時(shí)輸出端輸出震蕩頻率為1Hz。周期是1秒，即可作為秒的脈沖輸入標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路如下：

圖2 555定時(shí)器組成的多諧振蕩電路

（2）計(jì)數(shù)電路

60進(jìn)制計(jì)數(shù)器有2片74LS161和74LS00連接而成。可以用于置數(shù)法和清零法的反饋。

利用74LS161和74LS00即可以組成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器作為分和秒計(jì)數(shù)器，（3）譯碼顯示電路

譯碼顯示器電路由譯碼器74LS48和數(shù)碼管組成 三． 制作調(diào)試

在制作電路過程中，連接兩點(diǎn)的電線布線要整齊，這樣容易查找錯(cuò)誤。】.在第一次調(diào)試秒部分時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管沒顯示，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是芯片的電源沒有接。芯片接上電源和接地后，數(shù)碼管正常工作。開始沒有注意到555芯片與其他芯片引腳的不同，使得一直沒有脈沖出現(xiàn)。四．總結(jié)

通過這次對數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作，我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也了解了關(guān)于數(shù)字鐘的原理與設(shè)計(jì)理念。在設(shè)計(jì)過程中,我更進(jìn)一步地熟悉了數(shù)電課上學(xué)過各種芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理和其具體的使用方法。在連接六十進(jìn)制的進(jìn)位及二十四進(jìn)制中,我對74LS161置數(shù)法和清零法有了更深的了解。在連接二十四進(jìn)制、六十進(jìn)制的進(jìn)位要求熟悉邏輯電路及其芯片各引腳的功能，這樣在電路出錯(cuò)時(shí)便能準(zhǔn)確地找出錯(cuò)誤所在并及時(shí)糾正。在調(diào)試電路的過程中出錯(cuò)的主要原因都是接線和芯片的接觸不良以及接線的錯(cuò)誤，所以接線的時(shí)候一定要細(xì)心,不要接錯(cuò)。

在設(shè)計(jì)電路中,往往是先仿真后連接實(shí)物圖,但有時(shí)候仿真和電路連接并不是完全一致的

此次的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)重在于仿真和接線,雖然能把電路圖接出來,并能正常顯示,但對于電路本身的原理并不是十分熟悉.總的來說,通過這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步地增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的動手能力.

第四篇：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的高頻方波信號經(jīng)74LS4060和74LS250的二分頻的分頻后得到1Hz的方波信號，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)動電路

譯碼驅(qū)動電路將計(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的秒信號輸入，需要對振蕩器的輸出信號進(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２進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)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(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)行級聯(lián)來產(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（下降沒效）與１ＨZ秒輸入信號相連，Ｑ3可作為向上的進(jìn)位信號與十位計(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，設(shè)計(jì)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(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信號脈沖。滿24計(jì)數(shù)器自動復(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

第五篇：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，電路將對CP按照8421BCD碼進(jìn)行異步加法計(jì)數(shù)。通過反饋端，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。對于電路的調(diào)試應(yīng)該分為幾個(gè)部分，分別對電路各個(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，沒有自己預(yù)期的結(jié)果。經(jīng)過仔細(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)，通過多次鏈接、測試，終于實(shí)現(xiàn)了。

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

五、收獲心得體會：

整個(gè)過程花了我不少時(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)行中就無法看到效果，所以調(diào)試花了我不少時(shí)間，有時(shí)無法找出錯(cuò)誤便更換器件重新接線以使電路正常運(yùn)行。

在實(shí)際的操作過程中，能把理論中所學(xué)的知識靈活地運(yùn)用起來，并在調(diào)試中會遇到各種各樣的問題，電路的調(diào)試提高了我們解決問題的能力，學(xué)會了在設(shè)計(jì)中獨(dú)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(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，也加深了對數(shù)字電路認(rèn)識和理解。

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手能力了，因此，能力還有待提高。