数字电路课程设计数字时钟

应用科技学院《电子技术课程设计报告》设计题目：数字钟的设计与制作专业班级：13级《物联网工程》2班姓名：白雪王贞张莹学号：068 108 131指导老师：刘烨时间：2015年5月15日~ 2015年 5 月30日地点：四教4414实验室摘要：数字时钟是一种用数字电路技术实现秒﹑分﹑时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因而得到了广泛的应用。

小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

数字时钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

本课程设计要用通过简单的逻辑芯片实现数字时钟。

要点在于用555芯片连接输出为一秒的多谐振荡器用于时钟的秒脉冲,用14位二进制计数器CC4060芯片、7双BCD同步加计数器CD4518芯片、十进制加计数器/7段译码器CD4033芯片等连接成60和12进制的计数器,再通过七段数码管显示，构成了简单数字时钟。

关键词：数字时钟；555芯片；计数器；数码管1设计目的 (4)1.1设计指标 (4)2课程设计任务及要求 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计要求 (4)3系统设计 (4)3.1 设计思路 (4)3.2 系统设计 (5)3.2.1 原理图及说明 (5)3.2.2 具体设计 (6)3.2.2.1.小时计时电路 (6)3.2.2.2.分钟计时电路 (6)3.2.2.3.秒钟计时电路 (6)3.2.2.4.手动时间校准电路的设计 (6)3.2.2.5.光敏电阻的设计 (6)4 主要元器件的介绍 (7)4.1 40161------4位二进制同步计数器（有预置端，异步清除） (7)4.2 CD40106 (7)4.3 CD4009 (8)5 电路板的安装与测试 (8)1设计目的数字电子钟是一种用数字显示秒﹑分﹑时的记时装置，与传统的机械钟相比，他具有走时准确﹑显示直观﹑无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用：小到人们的日常生活中的电子手表，大到车站﹑机场等公共场所的大型数显电子钟。

数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明数字时钟是现代生活中常见的时间显示工具，它通过使用数字来表示小时和分钟。

而数字时钟的核心组成部分则是由各个数字显示单元电路组成的。

在本文中，我将为您介绍数字时钟各单元电路的设计方案及原理说明，希望能帮助您更深入地了解数字时钟的工作原理。

我们需要了解数字时钟的基本原理。

数字时钟使用了七段显示器来显示数字，每个数字由七个LED（Light Emitting Diode）组成，分别表示了该数字的不同线条。

为了控制七段显示器显示特定的数字，我们需要设计相应的驱动电路。

1. 数字时钟的驱动电路设计方案a. 时钟信号生成器：数字时钟需要一个稳定的时钟信号来驱动各个单元电路，通常使用晶振电路来生成精确的时钟信号。

b. 时分秒计数器：用于计数时间，并将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。

时分秒计数器可以使用计数逻辑电路来实现，其中包括触发器和计数器芯片等。

c. 译码器：译码器用于将计数器输出的二进制数据转换为可以驱动七段显示器的控制信号。

根据不同的数字，译码器会选通对应的七段LED。

2. 数字时钟的各单元电路原理说明a. 时钟信号生成器的原理：晶振电路通过将晶振与逻辑电路相连，通过振荡来生成稳定的时钟信号。

晶振的振荡频率决定了时钟的精确度，一般使用32.768kHz的晶振来实现。

b. 时分秒计数器的原理：时分秒计数器使用触发器和计数器芯片来实现，触发器可以保存二进制的计数值，并在时钟信号的作用下进行状态切换。

计数器芯片可以根据触发器的状态进行计数和重置操作。

c. 译码器的原理：译码器根据计数器输出的二进制数据选择对应的七段LED。

七段LED通过加电来显示数字的不同线条，然后通过译码器的工作，将二进制数据转换为驱动七段LED的信号。

通过以上的设计方案和原理说明，我们可以更好地理解数字时钟各单元电路的工作原理。

数字时钟通过时钟信号生成器来提供稳定的时钟信号，时分秒计数器记录并计算时间，译码器将计数结果转化为可以驱动七段显示器的信号。

数电课程设计报告第一章设计背景与要求设计要求第二章系统概述设计思想与方案选择各功能块的组成工作原理第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择设计及工作原理分析第四章电路的组构与调试遇到的主要问题现象记录及原因分析解决措施及效果功能的测试方法,步骤,记录的数据第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明总结设计的收获与体会附图电路总图及各个模块详图参考文献第一章设计背景与要求一．设计背景与要求在公共场所,例如车站、码头,准确的时间显得特别重要,否则很有可能给外出办事即旅行袋来麻烦;数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具有更高的准确度和直观性,且无机械装置,具有更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用;数字钟是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序电路;设计一个简易数字钟,具有整点报时和校时功能;1以四位LED数码管显示时、分,时为二十四进制;2时、分显示数字之间以小数点间隔,小数点以1Hz频率、50%占空比的亮、灭规律表示秒计时;3整点报时采用蜂鸣器实现;每当整点前控制蜂鸣器以低频鸣响4次,响1s、停1s,直到整点前一秒以高频响1s,整点时结束;4才用两个按键分别控制“校时”或“校分”;按下校时键时,是显示值以0~23循环变化；按下“校分”键时,分显示值以0~59循环变化,但时显示值不能变化;二．设计要求电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用;在电子信息类本科教学中,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容;通过本次简易数字钟的设计,初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法;即根据设计要求,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过组装调试等实践活动,使电路达到性能要求;第二章系统概述设计思想与方案选择方案一 ,利用数字电路中学习的六十进制和二十四进制计数器和三八译码器来实现数字中的时间显示;方案二,利用AT89S51单片机和74HC573八位锁存器以及利用C语言对AT89S51进行编程来实现数字钟的时间显示;由于方案一通过数电的学习我们都比较熟悉,而方案二比较复杂,涉及到比较多我们没学过的内容,所以选择方案一来实施;简易数字钟电路主体部分是三个计数器,秒、分计数器采用六十进制计数器,而时计数器采用二十四进制计数器,其中分、时计数器的计数脉冲由校正按键控制选择秒、分计数器的溢出信号或校正10Hz计数信号;计数器的输出通过七段译码后显示,同时通过数值判断电路控制蜂鸣器报时;各功能块的组成分频模块,60进制计数器模块,24进制计数器模块,4位显示译码模块,正点报时电路模块,脉冲按键消抖动处理模块工作原理一．简易数字钟的基本工作原理是对1Hz标准频率秒脉冲进行计数;当秒脉冲个数累计满60后产生一个分计数脉冲,而分计数脉冲累计满60后产生一个时计数脉冲,电路主要由3个计数器构成,秒计数和分计数为六十进制,时计数为二十四进制;将FPGA开发装置上的基准时钟OSC作为输入信号通过设计好的分频器分成1Hz~10MHz8个10倍频脉冲信号;1Hz的脉冲作为秒计数器的输入,这样实现了一个基本的计时装置;通过4位显示译码模块,可以显示出时间;时间的显示范围为00时00分~23时59分;二．当需要调整时间时,可使用数字钟的时校正和分校正进行调整,数字钟中时、分计数器都有两个计数脉冲信号源,正常工作状态时分别为时脉冲和分脉冲；校正状态时都为5~10Hz的校正脉冲;这两种状态的切换由脉冲按键控制选择器的S 端来实现;为了更准确的设定时间,需要对脉冲按键进消抖动处理;三．电路在整点前10 秒钟内开始控制蜂鸣器报时,可采用数字比较器或逻辑门判断分、秒计数器的状态码值,以不同频率的脉冲控制蜂鸣器的鸣响;第三章单元电路设计与分析各单元电路的选择1分频模块,设计一个8级倍率为10 的分频电路,输出频率分别为1Hz 、10Hz、100 Hz、1k Hz、10k Hz、100k Hz、1 MHz、10MHz8组占空比为50%的脉冲信号;260进制计数器模块,采用两片74161级联;324进制计数器模块,采用两片74161级联;44位显示译码模块,由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;其中4位计数器用74161,数据选择器用74153,七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计;5正点报时电路模块,该模块采用与门和数据选择器74153构成6脉冲按键消抖动处理模块,采用D触发器实现消抖动,从而能够比较精确地设定时间;设计及工作原理分析1分频模块要输出8级频率差为10倍的分频电路,可采用十进制计数器级联实现;集成十进制计数器的类型很多,比较常用的有74160、74162、74190、74192和7490等;这里采用7490来实现分频,7490是二-五-十进制加计数器,片上有一个二进制计数器和一个异步五进制计数器;QA是二进制加计数器的输出,QB、QC、QD是五进制加计数器的输出,位序从告到低依次为D,C,B;该分频器一共用到7片7490,初始信号输入到第一片7490的CLKB 端口,QD输出端连接到CLKA端,作为输入,从QA引出1MHz的output端口,并引线到第二片7490的CLKB端口,依此类推,直到第七片7490连接完成如附图所示;每片7490相当于一个五进制计数器和一个二进制计数器级联实现了十进制加计数,从而实现分频;分频模块图如图所示分频模块内部结构图如下图所示260进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入,与非门输出分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QC和QA端作为与非门的两个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0101即0到5六个状态码的计数,当上面一片状态为0101时,LDN为低电平,此时计数器为0000;这样子通过两片74161就实现了一个六十进制计数器;下图为六十进制计数器模块的示意图由六十进制计数模块构成的秒分计数如下图,下面那块六十进制技术模块表示为妙,上面那块六十进制计数模块表示为分;当妙计数模块的状态为0101 1001时,向分计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到分计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;324进制计数器模块采用两片74161级联,如图,下面一片74161做成十进制的,初始脉冲从CLK输入,ENT和ＥＮＰ都接高电平,而QD与QA用作为与非门的两个输入分别连接到自身的LDN端与上面一片74161的CLK端；上面一片74161的QB非门的一个输入通过输出连接到自身的LDN,ENT 和ENP接高电平,并且上面74161的QB端和下面一块74161的QC端通过与非门输出接到两片74161的清零端CLRN;下面一片实现从0000到1001即0~9十个状态码的计数,当下面一片为1001状态时,自身的LDN为低电平,此时QD,QC,QB,QA的状态恢复到0000,即从0开始从新计数,而上面一片74161的CLK电平改变,上面一片74161开始计数为0001,实现从0000~到0010即0到2三个状态码的计数,当上面一片状态为0010即2时,下面一片状态为0100即4时,两块74161的CLRN为低电平,此时两块74161的状态都为0000,即实现了23时过后显示00时;这样子通过两片74161就实现了一个24进制计数器;下图为24进制计数器模块示意图由二十四进制计数模块构成的时计数模块如图,下面那块六十进制技术模块表示为分,上面那块24进制计数模块表示为时;当分计数模块的状态为0101 1001时,向时计数模块进位, 即通过74153M的输入C1,此时74153M输出接到时计数模块的输入端 ,通过74153M作为选择器,实现进位控制;二十四进制计数模块构成的时计数模块44位显示译码模块由分频器,计数器,数据选择器,七段显示译码,3-8线译码器构成一个4位LED数码显示动态扫描控制电路;4位计数器由74161构成;如下图所示74161构成的4位计数器数据选择器采用两片74153 和一片74153M两片74153实现连在一起实现对四个数字的选择,而一片74153M实现对小数点的选择;如下图所示74153M构成的数据选择器两片74153构成的数据选择器七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个四位显示译码模块如图所示5正点报时电路模块该模块采用与门和数据选择器74153构成,如下图所示;7个输入端口的与门控制A,当时间在59分51s,53s,55s,57s,59s的时候,A为高电平1,当秒的个位数为9时,B为高电平1,A为1,B为0时,输出C1低频率信号,A为1,B为1时输出C3高频率信号,实现整点的不同频率的报时电路;整点报时电路模块6脉冲按键消抖动处理模块采用D触发器实现消抖动,从而能够精确地设定时间;校正状态为5HZ的校正脉冲,分频器输出的10HZ通过T触发器得到5HZ的校正脉冲;如图脉冲按键消抖动处理模块通过T触发器得到的5HZ校正脉冲第四章电路的组构与调试遇到的主要问题1在用74161做二十四进制计数器时,没有深入考虑,打算采用第一片六进制,第二片四进制级联而成,结果出现问题;2时、分调整按键没有安装消抖动装置;3在设置简易数字钟的分时,时计数器也会进;现象记录及原因分析1虽然也能够计数实现二十四进制,但是不能与七段显示译码器配合使用,不能显示直观的数值,这样给用户带来不便;2在下载调试的时候,我要进行时分调整,但是有时按一下子脉冲键会进两个数值,这样子给时分的设置带来了麻烦,原因是按键没有采用消抖动装置;3在调试的时候,打算通过按键调整分,但是发现时计数器也会进位,这就不符合要求了,原因是调整分时,各计数器都按正常状况在计数,所以会按正常情况产生进位;解决措施及效果1仍然采用两片74161,第一片可以从0~9,第二片只能从0~2,而且当第二片为2的时候,第一片到4的话就都清零复位,这样不仅实现了二十四进制计数器,而且能与七段显示译码器配合使用,直观的显示数字;2在脉冲控制按键上加上了D触发器,这样子可以达到消抖动的效果;3加上选择器,把两路信号分开,当调整分的时候,不对时计数器产生进位,这样子就不会产生十进位了,解决了这个问题;功能的测试方法、步骤,记录的数据1简易数字钟的测试,将电路图连好后,分析与综合,仿真,编译,下载到仪器上,表示秒的小数点按1Hz,占空比50%跳动,分从0~59计数,分过了59后,向时计数器进1;2整点点报时功能的测试,到了整点,即59分51s,53s,55s,57s时蜂鸣器低频率间断性鸣响,59分59秒时,蜂鸣器高频率鸣响一次;3时、分调整功能的测试,按分调整键,分按一定的频率逐次加一,但是时显示不变；按时调整键,时按一定的频率逐次加一,但是分显示不变;第五章结束语对设计题目的结论性意见及进一步改进的意向说明简易数字钟的设计中,主要运用了分频器,六十进制计数器,二十四进制计数器,动态扫描显示电路,选择器,按键消抖以及门电路等数字电路方面的知识;可以在简易数字钟的基础上加上24小时和12小时转换功能,秒表功能,闹钟功能,这样更能满足人们的使用需求;总结设计的收获与体会简易数字钟的设计及实验当中,我坚持了下来,上学期的数电我学的并不好,而且对软件应用的接受能力不强,刚开始的时候做的很慢,看到别人都做好了,心里比较着急,于是,我找出了数电课本,复习所涉及的知识点,并练习所学软件,终于有了进步,可以更上同学们的进度,但数字钟的设计一直困扰我,看到别人拓展功能都做好了,自己基本的都还没做好,心里很急;在设计的过程中,碰到了很多的困难,遇到了很多问题,不断地思考与尝试,以及向同学和老师请教,但还是没能完全设计好,以后有时间还得多去实验室尝试,争取做好一些拓展功能;通过这次设计,对上学期学习的数字电路的相关知识得到了复习和巩固,也查阅了一些相关的资料,也加深了我对数字电路应用的理解,总之这次的电子技术课程设计受益匪浅;参考文献：基于FPGA的数字电路系统设计西安电子科技大学出版社数字电子技术基础电子工业出版社数字电路与逻辑设计实验及应用人民邮电出版社附图1.分频模块分频器仿真波形下图为分频器线路图2.60进制计数器模块60进制计数器仿真波形3.24进制计数器模块24进制计数器仿真波形4. 4位显示译码模块七段显示译码器模块七段显示译码器部分采用AHDL硬件描述语言设计,语句如下：subdesign ymqdata_in3..0 :input;a,b,c,d,e,f,g :output;begintabledata_in3..0 =>a,b,c,d,e,f,g;b"0000" =>1,1,1,1,1,1,0;b"0001" =>0,1,1,0,0,0,0;b"0010" =>1,1,0,1,1,0,1;b"0011" =>1,1,1,1,0,0,1;b"0100" =>0,1,1,0,0,1,1;b"0101" =>1,0,1,1,0,1,1;b"0110" =>0,0,1,1,1,1,1;b"0111" =>1,1,1,0,0,0,0;b"1000" =>1,1,1,1,1,1,1;b"1001" =>1,1,1,0,0,1,1;b"1010" =>1,1,1,0,1,1,1;b"1011" =>0,0,1,1,1,1,1;b"1100" =>1,0,0,0,1,1,0;b"1101" =>0,1,1,1,1,0,1;b"1110" =>1,0,0,1,1,1,1;b"1111" =>1,0,0,0,1,1,1;end table;end;整个4位显示译码模块四位显示译码模块。

eda课程设计 数字钟。

一、课程目标知识目标：1. 让学生理解数字时钟的基本原理，掌握数字时钟电路的设计方法。

2. 使学生掌握EDA工具的使用，学会利用工具进行电路设计、仿真和调试。

3. 帮助学生了解数字时钟中各个模块的功能和相互关系。

技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行数字电路设计的能力。

2. 培养学生分析问题、解决问题的能力，能够根据实际需求设计简单的数字时钟电路。

3. 提高学生的动手实践能力，学会使用相关仪器设备进行电路调试。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子设计的兴趣，培养创新意识和探索精神。

2. 培养学生良好的团队协作精神，学会与他人共同解决问题。

3. 培养学生严谨的科学态度和勤奋刻苦的学习精神。

课程性质：本课程为实践性课程，旨在通过数字时钟电路设计，提高学生的电子设计能力。

学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对EDA工具感兴趣，但动手实践能力有待提高。

教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导学生主动参与教学活动，提高学生的实践能力。

教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和创新能力，为学生的未来发展奠定基础。

通过本课程的学习，使学生能够具备独立设计、制作和调试数字时钟电路的能力。

二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字时钟原理：讲解数字时钟的基本原理，分析数字时钟的各个模块功能，如秒脉冲发生器、计数器、显示驱动等。

2. EDA工具使用：介绍EDA工具的基本操作，如原理图绘制、电路仿真、PCB设计等，使学生掌握使用EDA工具进行数字电路设计的方法。

3. 数字时钟电路设计：根据实际需求，制定数字时钟设计方案，包括选择合适的元器件、绘制原理图、编写程序等。

4. 电路仿真与调试：指导学生利用EDA工具进行电路仿真，分析电路性能，优化设计方案；并进行实际电路搭建与调试，培养学生的动手实践能力。

教学大纲安排如下：1. 第一周：数字时钟原理学习，熟悉各个模块功能。

数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作时间：09-10学年第二学期18-19周院校：武汉纺织大学班级：测控081组员：夏亦冰李艳飞田传雪吴哲伦数字电子技术课程设计报告一．设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二．实现功能1．要求内容1）时以24为周期2）分和秒以60为周期3）能显示时、分、秒4）具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间2. 发挥内容1）星期的显示2）计时过程具有报时功能三．元器件1．洞洞板2块2．0.47uF电容1个3．100nF电容1个4．共阴八段数码管7个5．网络线10米6．CD4511集成块7块7．CD4060集成块1块8．74HC390集成块4块9．74HC51集成块1块10．74HC00集成块4块11．74HC30集成块1块12．10MΩ电阻5个13．74HC00集成块4块14．L7805三端稳压管1个15．30pF瓷片电容2个16．9V电池1块17．单刀双掷开关2个18．单刀单置开关1个19．74HC10集成块1块各个芯片引脚图1．CD74HC3902．L7805稳压管3．CD4060 4．CD4511 5．74HC10 6．74HC307．74HC518．74HC00四、原理框图1．数字钟的构成数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。

由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ 时间信号必须做到准确稳定。

数电课程设计数字钟的设计数电课程设计。

数字钟的设计。

1仿真电路显示时,分,秒。

2采用二十四小时制或者十二小时制。

3具有校时功能。

可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。

5为了保证计时准确,稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。

本科生课程设计题目课程专业班级学号姓名指导教师完成时间数电课程设计。

数字钟的设计。

1仿真电路显示时,分,秒。

2采用二十四小时制或者十二小时制。

3具有校时功能。

可以对小时和分单独校时,对分校时的时候,停止分向小时进位。

校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。

4具有正点报时功能,正点前10秒开始,蜂鸣器一秒响一秒停地响五次。

5为了保证计时准确,稳定,由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。

目录1设计的目的及任务 (3)1．1课程设计的目的...............................................（3）1．2课程设计的任务与要求 (3)2电路设计总方案及原理框图 (3)2．1数字电子钟基本原理...........................................（3）2．2原理框图.. (4)3.单元电路设计及元件选择 (4)3.1六十进制计数器..................................................(4)3.2二十四进制计数器................................................(5)3.3显示屏..........................................................(6)3 .4校时电路.. (6)3.5报时电路 (7)4电路仿真 (8)4.1Multii................................................... ......(8)4.2数字钟总电路图..................................................(8)4.3仿真电路测试结果 (9)5电路实验结果.............................................(10)6收获与体会. (10)参考文献 (11)数电课程设计。

电子技术课程设计报告设计题目：数字电子时钟班级：学生姓名：学号：指导老师：完成时间：一.设计题目：数字电子时钟二.设计目的：1.熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法;2.了解数字电子钟的组成及工作原理 ;3.熟悉数字电子钟的设计与制作;三、设计任务及要求用常用的数字芯片设计一个数字电子钟,具体要求如下：1、以24小时为一个计时周期；2、具有“时”、“分”、“秒”数字显示；3、数码管显示电路；4、具有校时功能；5、整点前10秒,数字钟会自动报时,以示提醒；6、用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；四、设计步骤：电路图可分解为：1.脉冲产生电路；2.计时电路；3.显示电路；4校时电路；5整点报时电路;1.脉冲电路是由一个555定时器构成的一秒脉冲,即频率为1HZ；电路图如下：2.计时电路即是计数电路,通过计数器集成芯片如：74LS192 、74LS161、74LS163等完成对秒脉冲的计数,考虑到计数的进制,本设计采用的是74LS192;秒钟个位计到9进10时,秒钟个位回0,秒钟十位进1,秒钟计到59,进60时,秒钟回00,分钟进1；分钟个位计到9进10时,分钟个位回0,分钟十位进1,分钟计到59,进60时,分钟回00,时钟进1；时钟个位记到9进10时,时钟个位回0,时钟十位进1,当时钟计数到23进24时,时钟回00.电路图如下：3.显示电路是完成各个计数器的计数结果的显示,由显示译码器和数码管组成,译码器选用的是4511七段显示译码器,LED数码管选用的是共阴极七段数码管,数码管要加限流电阻,本设计采用的是400欧姆的电阻;电路图如下：4.校时电路通过RS触发器及与非门和与门对时和分进行校准,电路图如下：5.整点报时电路即在时间出现整点的前几秒,数值时钟会自动提醒,本设计采用连续蜂鸣声；根据要求,电路应在整点前10秒开始整点报时,也就是每个小时的59分50秒开始报时,元器件有两个三输入一输出的与门,一个两输入一输出的与门,发生器件选择蜂鸣器;具体电路图如下：六.设计用到的元器件有：与非门74LS00,与门74LS08,74LS11,7段共阴极数码管,计数器芯片74LS192,555定时器,4511译码器,电阻,电容,二极管在电路开始工作时,对计数电路进行清零时会使用到,单刀双掷开关;设计电路图如报告夹纸;七.仿真测试：1.电路计时仿真电路开始计数时：计数从1秒到10秒的进位,从59秒到一分钟的进位,从1分到10分的进位,从59分到一小时的进位,从1小时到10小时的进位,从23小时到24小时的进位,然后重新开始由此循环,便完成了24小时循环计时功能,仿真结果如下：1. 7.2.8.3. 9.4. 10.5. 11.6. 12.13.2.电路报时仿真由电路图可知,U18：A和U18：B的6个输入引脚都为高电平时,蜂鸣器才会通电并发声,当计数器计数到59分50秒是,要求开始报时,而59分59秒时,还在报时,也就是说只需要检测分钟数和秒计数的十位,5的BCD码是4和1,9的BCD码是8和1,一共需要6个测端口,也就是上述的6个输入端口,开始报时时,报时电路状态如图：3.校时电路仿真正常计时校时U15：D和u15:C是一个选通电路,12角接的是秒的进位信号,9角接的是秒的脉冲信号,当SW1接到下引脚时,U15：D接通,u15:C关闭,进位信号通过,计数器的分技术正常计时；当SW1接到上引脚时,U15：D关闭,u15:C接通,校时的秒脉冲通过,便实现了分钟校时,时钟的校时与分钟校时大致相同;八.心得体会以及故障解决设计过程中遇到了一个问题,就是在校时电路开始工作时,校时的选择电路会给分钟和时钟的个位一个进位信号,也就是仿真开始时电路的分钟和时钟个位会有一个1;为了解决这个问题,我采用的是在电路开始工作时,同时给分钟和时钟的个位一个高电平的清零信号来解决,由于时钟的个位和十位的清零端是连在一起的,再加上分钟的个位,在校时小时的时候且当小时跳完24小时时,会给分钟的个位一个清零信号,这时在电路中加一个单向导通的二极管变解决了,具体加在那儿,请参考电路图;在设计过称中,我们也许遇到的问题不止一个两个,而我们要做的是通过努力去解决它；首先我们要具备丰富的基础知识,这是要在学习和实际生活中积累而成的；其次,我们还有身边的朋友同学老师可以请教,俗话说：三人行,必有我师；最后,我们还有网络,当今是个信息时代,网络承载信息的传递,而且信息量非常大,所以我们也可以适当的利用网络资源;通过这次对数字钟的设计与制作,让我了解了设计电路的步骤,也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真,仿真成功之后才实际接线;但是仿真是在一个比较好的状态下工作,而电路在实际工作中需要考虑到一些驱动和限流电阻等等,因为,再实际接线中有着各种各样的条件制约和干扰;而且,在仿真中无法成功的电路接法,在实际中因为芯片本身的特性而能够成功;所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法;这次学习让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解,才能在实际生活和工作中应用起来;。

protues 数字钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字时钟的原理，掌握使用Protues软件设计数字时钟电路的基本步骤。

2. 学生能描述数字时钟各部分功能，如时钟振荡器、分频器、计数器、译码器等，并解释它们的工作原理。

3. 学生能运用所学知识，分析并解决数字时钟电路设计中出现的问题。

技能目标：1. 学生能运用Protues软件进行电路设计，包括选择合适的元器件、搭建电路图、设置仿真参数等。

2. 学生能通过仿真实验，调试并优化数字时钟电路，确保其正常运行。

3. 学生能运用所学知识，对数字时钟进行创新设计和改进。

情感态度价值观目标：1. 学生对电子设计产生兴趣，培养探究精神和动手能力。

2. 学生在团队合作中，学会沟通、协作、分享，提高解决问题的能力。

3. 学生养成严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，培养诚信意识。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新思维。

学生特点：学生为高中年级，具有一定的电子技术基础和Protues软件操作能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的动手实践能力和创新能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效指导和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 数字时钟原理：时钟振荡器、分频器、计数器、译码器等部分的功能和工作原理。

- Protues软件操作：介绍软件界面，元器件选择、放置、连接，仿真参数设置等。

2. 实践操作：- 数字时钟电路设计：按照原理图，在Protues软件中搭建电路图。

- 仿真与调试：进行电路仿真，观察并分析运行结果，调整电路参数，优化电路性能。

3. 教学大纲：- 第一阶段：数字时钟原理学习，预计2课时。

- 第二阶段：Protues软件操作教学，预计2课时。

- 第三阶段：数字时钟电路设计与仿真，预计3课时。

4. 教材章节及内容：- 第四章 电子时钟：学习数字时钟原理，了解各部分功能及工作原理。

课程设计报告设计题目：数字电子时钟的设计与实现班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：摘要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。

诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等，这些，都是以钟表数字化为基础的。

功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

从原理上讲，数字钟是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，此次设计与制作数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟，而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及使用方法。

通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

通过仿真过程也进一步学会了Multisim 7的使用方法与注意事项。

本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，定点报时。

由于集成电路技术的发展，，使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路目录摘要 (1)第1章概述 (3)第2章课程设计任务及要求 (4)2.1设计任务 (4)2.2设计要求 (4)第3章系统设计 (6)3.1方案论证 (6)3.2系统设计 (6)3.2.1 结构框图及说明 (6)3.2.2 系统原理图及工作原理 (7)3.3单元电路设计 (8)3.3.1 单元电路工作原理 (8)3.3.2 元件参数选择 (14)第4章软件仿真 (15)4.1仿真电路图 (15)4.2仿真过程 (16)4.3仿真结果 (16)第5章安装调试 (17)5.1安装调试过程 (17)5.2故障分析 (17)第6章结论 (18)第7章使用仪器设备清单 (19)参考文献 (19)收获、体会和建议 (20)第1章概述数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。

课程设计之LCD显示数字时钟设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LCD显示数字时钟的基本原理，掌握电子元件的功能和使用方法。

2. 学生能描述数字时钟的组成，包括时钟芯片、LCD显示屏、电阻、电容等基本元件。

3. 学生能运用所学知识，分析并解释LCD显示数字时钟的电路图。

技能目标：1. 学生能通过实际操作，学会正确焊接电子元件，搭建LCD显示数字时钟电路。

2. 学生能运用编程软件，编写控制LCD显示数字时钟的程序。

3. 学生能通过调试，解决LCD显示数字时钟中的常见问题，确保其正常运行。

情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子制作的兴趣和热情，提高创新精神和动手能力。

2. 学生通过团队协作，培养沟通、交流和合作的能力，增强团队意识。

3. 学生在掌握电子技术知识的过程中，认识到科技对生活的影响，提高社会责任感和使命感。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，结合理论知识与实践操作，培养学生动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣和热情。

教学要求：教师需关注学生的个体差异，提供个性化的指导，鼓励学生积极参与实践，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

同时，关注学生的情感态度价值观的培养，提高学生的综合素质。

通过课程目标的分解，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电子元件基础知识：介绍LCD显示屏、时钟芯片、电阻、电容等基本元件的工作原理和功能。

- 教材章节：第二章 电子元件基础- 内容列举：LCD显示屏原理、时钟芯片特性、电阻和电容的分类及应用。

2. 数字时钟原理与设计：分析数字时钟的组成、工作原理，讲解设计方法。

- 教材章节：第三章 数字电路设计- 内容列举：时钟芯片的接口电路、LCD显示接口电路、数字时钟整体设计。

3. 焊接技术：教授焊接工具的使用方法，指导学生进行电子元件的焊接。

如何设计简单的数字时钟电路数字时钟电路是一种常见的电子电路，用于显示时间并具备时间计时功能。

设计一个简单的数字时钟电路可以通过以下步骤实现。

第一步：确定数字时钟的显示方式常见的数字时钟电路可以采用七段数码管进行显示，每个数码管由七个LED灯组成，用于显示数字0-9。

可以根据需要选择合适的数码管来完成数字时钟的显示。

第二步：确定时钟的计时器数字时钟电路需要一个计时器来跟踪时间。

常见的计时器可以使用555定时器或者基于微控制器的计时器模块。

选择适合自己的计时器并连接到电路中。

第三步：连接七段数码管将选定的七段数码管连接到电路中。

每个数码管的七个LED灯分别对应数码管的a、b、c、d、e、f、g引脚，根据数码管的型号和引脚布局进行正确连接。

例如，将数码管的a引脚连接到计时器的输出引脚，b引脚连接到计时器的另一个引脚，以此类推。

第四步：设计时钟功能根据需要设计时钟功能，包括显示当前时间、设置闹钟、调节亮度等。

可以通过增加按钮开关、旋转编码器或者完成基于微控制器的编程来实现这些功能。

第五步：连接电源和调试将数字时钟电路与合适的电源连接，并进行必要的调试。

确保电路中的元件连接正确并正常工作。

如果有需要，可以使用示波器或多用途测试仪来辅助调试。

总结：通过以上步骤，我们可以设计一个简单的数字时钟电路。

根据需求选择合适的数码管和计时器，连接七段数码管，设计时钟功能并连接电源进行调试。

这样就可以得到一个能够准确显示时间并具备计时功能的数字时钟电路。

需要注意的是，以上步骤只是设计一个简单的数字时钟电路的基本流程，具体的实现可能因项目需求和硬件平台的差异而有所不同。

在实际应用中，还需要考虑电路的稳定性、精度和可靠性等因素，并根据实际情况进行细节调整和优化。

数字电路课程设计数字钟逻辑电路设计
数字钟逻辑电路设计可以参考如下步骤：
1. 确定所需功能：数字钟通常需要显示当前时间、设置闹钟、调整时间等功能。

根据需求确定需要实现的功能。

2. 设计时钟计时电路：时钟计时电路可以使用时钟发生器和计时器组合实现。

时钟发生器用于产生稳定的时钟信号，计时器用于记录时间。

可以选择使用74系列的计数器和分频器来实现。

3. 设计时钟显示电路：时钟显示电路可以使用数码管显示时钟的小时与分钟。

可以使用BCD码->数码管译码器芯片来实现。

4. 设计闹钟功能电路：闹钟功能可以使用定时器和蜂鸣器组合实现。

定时器用于设置闹钟时间，蜂鸣器用于发出闹钟提醒声音。

5. 设计按钮控制电路：按钮控制电路可以使用触发器和门电路组合实现。

触发器用于存储按钮状态，门电路用于控制不同功能的触发。

6. 连接各个模块：根据设计的电路模块连接各个模块，确保信号的正确传递和相互配合。

7. 进行测试和调试：对设计的数字钟逻辑电路进行测试和调试，确保各个功能都可以正常工作。

注意：数字钟逻辑电路设计需要具备一定的数字电路知识和电路设计经验。

在实际设计过程中可能还需要考虑一些细节问题，如时钟信号的精度、电源电压稳定性等。

数字时钟的AD纯数字电路设计需要使用数字逻辑元件来实现。

以下是一个简单的数字时钟AD纯数字电路设计步骤：
1. 产生频率为1Hz的矩形波：使用一个频率为1Hz的振荡器，可以采用RC振荡电路或石英晶体振荡器来实现。

2. 数字钟的“时”设计：使用一个24进制计数器来实现，计数器的计数序列从00、01、…、23、00循环。

当计数到23小时59分59秒时，再来一个秒脉冲，重新开始启动。

可以采用反馈置数或反馈清零法进行24进制计数。

3. 分、秒的设计：使用一个60进制计数器来实现，计数器的模是60，个位是十进制，十位是六进制。

计数器的计数规律是从00、01、…、59、00循环。

4. 译码显示：使用一个译码器将计数器的输出转换成七段数码管的信号，从而在数码管上显示时间。

5. 校时电路：使用一个比较器将当前时间与设定时间进行比较，当两者相同时，输出一个校时信号，使时钟自动调整到设定时间。

可以通过10s脉冲进行校正，也能手动产生单次脉冲校正至时/分计数器。

可以设置一变量来控制实现校正或正常计数。

以上是一个简单的数字时钟AD纯数字电路设计步骤，可以根据需要进行修改和优化。