《电子线路课程设计报告》
系别：自动化
专业班级：自动化0803
学生姓名：冯刚
指导教师：朱定华
（课程设计时间：2010年05月31日——2010年06月12日）
华中科技大学武昌分校
目录
1．课程设计目的 (3)
2．课程设计题目描述和要求 (3)
3．课程设计报告内容.....................................................................3-9 3.1实验名称 (3)
3.2实验目的 (3)
3.3实验器材及主要器件 (3)
3.4数字电子钟基本原理 (4)
3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择..............................4-8 3.6数字电子钟电路图 (8)
3.7数字电子钟的组装与调试............................................................8-9 4．总结 (9)
参考文献 (10)
1．课程设计目的
※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；
※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；
※培养书写综合实验报告的能力。
2．课程设计题目描述和要求
（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟；
（2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试；
（3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告；
（4）选做：整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz荧屏结束时刻为整点。
3．课程设计报告内容
3.1实验名称
数字电子钟
3.2实验目的
·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法；
·熟悉集成电路的使用方法。
3.3实验器材及主要器件
（1）74LS48（6片）（2）74LS90（5片）（3）74LS191（1片）（4）74LS00（5片）（5）74LS04（3片）（6）74LS74（1片）（7）74LS2O（2片）
（8）555集成芯片（1片）
（9）共阴七段显示器（6片）（10）电阻、电容、导线等（若干）
3.4数字电子钟基本原理
数字电子钟的逻辑框图如图3-4所示。它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
图
3-4
3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择
1.振荡器
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。如图3-4-1所示。设振荡频率f=1KHz，R为可调电阻，微调R1可以调出1KHz输出。
2.分频器
由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，得到需要的秒脉冲信号。如图3-4-2所示。
3.计数器
秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为十二进制。
（1）六十进制计数
由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用一片74LS90和一片74LS92组成六十进制计数器，采用反馈归零的方法来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。如图3-4-3-1所示。
（2）十二四进制计数
“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——……——11——12——01——02——……”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，小时的个位计数器由4位二进制同步可逆计数器74LS191构成，十位计数器由D触发器74LS74构成，将它们级连组成“12翻1”小时计数器。
计数器的状态要发生两次跳跃：一是计数器计到9，即个位计数器的状态为Q03Q02Q01Q00=1001，在下一脉冲作用下计数器进入暂态1010，利用暂态的两个1即Q03Q01使个位异步置0，同时向十位计数器进位使Q10=1；二是计数器计到12后，在第13个脉冲作用下个位计数器的状态应为Q03Q02Q01Q00=0001，十位计数器的Q10=0。第二次跳跃的十位清0和个位置1信号可由暂态为1的输出端Q10，Q01，Q00来产生。
4.译码器
译码是指把给定的代码进行翻译的过程。计数器采用的码制不同，译码电路也不同。74LS48驱动器是与8421BCD编码计数器配合用的七段译码驱动器。74LS48配有灯测试LT、动态灭灯输入RBI，灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO,当LT=0时，74LS48出去全1。
