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数字电路课程设计任务书课程名称：数字电子技术设计题目：数字电子钟的设计班级：自动化2班姓名：杨文涛学号：1216306065课程设计任务书：数字电子钟的设计一．设计任务用中小规模的集成电路设计一个能显示时,分秒的数字时钟。
二．基本要求1.时钟功能：采用LED数码管显示累计时间；2.校时功能：能准确的快速的校准时、分、秒功能；三．设计要点1.设计一个精确的秒脉冲产生电路；、24进制的计数器；3.设计简单的校时电路。
目录一.设计目的……………………………………………….二.设计任务………………………………………………三.设计思想………………………………………………四.实验器材………………………………………………. 五．数字电子钟的控制原理…………………………….. （1）“秒脉冲信号发生器”的设计……………………………............. （2）计时器的设计…………………………………………….. （3）显示器………………………………………………….. （4）计数及译码显示………………………………………………六．参考文献及资料及图……………………………....................一．设计目的1、巩固和加深学生对模拟电子技术，数字逻辑电路等课程基本知识的理解，综合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个实际课题。
2、根据课程需要，通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选用元气件，通过电路组装，调试和检测环节，掌握电路的分析方法和设计方法。
4、熟用常用电子元气件的类型和特性，并掌握合理选用原则。
5. 通过对数字钟的设计，学会综合应用所学的电子技术知识进行电子产品的计，并在设计、制造和调试过程中初步掌握电子产品的生产工艺流程和相关技能。
对所学知识有更近一步的理解，更培养动手的能力，使得知识和实践相结合。
二．设计任务用中小规模的集成电路设计一个能显示时,分秒的数字时钟。
简易数字时钟的设计任务书任务目标1、会根据任务要求选择适宜的时钟芯片；2、会根据任务要求选择适宜的液晶显示器3、掌握要用到的时钟芯片的操作流程；4、掌握要用到的液晶显示器的操作流程；5、掌握简易数字时钟的硬件设计；6、掌握简易数字时钟的软件设计；7、掌握测试仪表仪器检测原件的使用及调整；8、会根据测试结果分析故障产生的原因；9、会利用原理图纸，判断具体故障的原因；10、会根据自己所仿真的电路原理图画出实物装配图；11、会软硬件联调。
任务介绍设计一个液晶屏显示的简易电子钟，可以通过三个按键调整日期和时间。
1〕用按键设定时钟的初值。
要求用4键方式，即选择、加、减、确认键，选择键用于选择修改起始时、分、秒值，每按一次键，被修改数码管顺序移动并闪烁。
用确认键确定修改结束。
2〕时钟用中断方式工作。
任务资讯1、〔1分〕参考资讯-“实时时钟〞DS1302写地址和数据时，RST信号必须拉〔〕A 高B 低C 都行D 都不行2、〔1分〕参考资讯-“4〞当操作LCD1602时，RS=1, R/W=0时，表示〔〕B 写入地址到DDRAMC 写入数据到CGRAM或DDRAMD 从CGRAM或DDRAM读出数据任务规划任务实施1、分析任务需求，并画出电路原理方框图2、选择满足任务要求的时钟芯片3、选择满足任务要求的液晶显示器4、设计简易数字时钟的硬件电路4、设计简易数字时钟的软件5、计简易数字时钟的软硬件联调6、确定最终解决方案，并仿真、制作计简易数字时钟。
7、撰写产品设计报告参考视频“4〞“实时时钟〞“4〞任务扩展在所设计的简易数字时钟根底上增加显示温湿度的功能。
工作日志任务总结考核评价。
9、数字钟设计任务书一、设计任务基于单片机技术和Proteus仿真平台，设计单片机技术应用系统，要求采用80C51单片机和数码管设计制作一个数字钟，具体功能如下：（1）开机时，显示12：00：00的时间并开始计时；（2）按键一控制“秒”的调整，每按一次加1秒；（3）按键二控制“分”的调整，每按一次加1分；（4）按键三控制“时”的调整，每按一次加1个小时；鼓励在以上的基础上创新，例如，按键分功能模式进行时分秒的调整，或加上闹钟功能，加上整点报时、用液晶模块来显示等功能，设计并制作出实物作品。
二、设计原理这是一个综合性的设计，是对前面所学知识点的融合，涉及到以下四个方面的基本知识：（1）用定时器实现秒定时。
（2）采用动态扫描的方法数码管动态显示时钟。
（3）独立式按键查询识别并实现时分秒的调整。
（4）“时”，“分”，“秒”数据送出显示处理方法。
该设计主要由三个部分组成：单片机最小系统、数码显示电路和独立式按键电路。
通过单片机查询按键的状态实现时分秒的数据调整，用定时器实现秒定时计数的同时进行动态扫描显示。
三、设计过程要求(1)做方案论证画出电路原理图，要有完整的电路图。
(2)确定元器件参数，要有元件清单。
(3)设计软件流程，编写软件程序，要有程序附件。
(4)进行电路模拟仿真，要有设计仿真效果图。
(5)进行实验箱仿真，画出焊接布线图。
(6)完成DXP版的SCH原理图文件输出，打印专业版的CAD图纸。
(7)完成实物制作与调试，要有实物电路板作品。
要求系统能够脱离PC机单独运行，具有数码、LED显示或液晶显示的功能，人机交互方式合理，鼓励创新。
四、编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料、设计图纸、软件流程和软件程序，有心得体会。
五、结题答辩在规定10分钟时间内，演示和介绍作品功能，阐述设计思想、功能特色，并回答问题。
沈阳工程学院课程设计设计题目：数字钟系别班级学生姓名学号指导教师张玉梅职称讲师起止日期：2014年9 月1 日起——至2014 年9月5日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：数字钟系别班级学生姓名学号指导教师张玉梅职称讲师课程设计进行地点：实训楼F303任务下达时间：2014 年8月31日起止日期：2014年9月1日起—至2014年9月5日止系部主任2014 年8月31日批准1．设计题目：数字钟1 设计主要内容及要求1.1 设计目的：（1）掌握数字钟的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。
1.2 基本要求（1）能进行秒、分、小时计时；（2）有独立的时间显示电路。
1.3 发挥部分（1）显示星期、日、月；（2）整点报时电路；（3）闹钟。
（4）能进行校时（秒、分、小时快速校时）2．设计过程的基本要求：2.1基本部分必须完成，发挥部分可以在已给的或自己寻找的资料范围内任选1-2个方向：2.2符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路仿真运行图；2.3设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；3．报告的基本要求：3.1报告打印（不少于3000字）、电子版刻盘上交。
3.2装订顺序：封面、任务书、成绩评定表、中文摘要、关键词、目录、正文（正文的具体要求按老师讲课要求）、致谢、参考文献、附录（逻辑原理图）。
4 时间进度安排阶段日期计划完成内容备注顺序1 2014.9.1 内容讲解，绘制流程图打分2 2014.9.2 原理图绘制打分3 2014.9.3 软件介绍打分4 2014.9.4 虚拟电路绘制及仿真打分5 2014.9.5 报告书写及上交打分2014-9-1沈阳工程学院数字电子技术课程设计成绩评定表院系：班级：学生姓名：指导教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1 5 4 3 2工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，0.2 5 4 3 2工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
电子行业电子钟任务书1. 项目背景随着科学技术的发展，电子行业一直保持着快速的发展势头。
电子钟作为电子行业中的一个重要应用领域，具有广泛的应用前景。
为了满足市场的需求，我们决定开展一项电子行业电子钟的研发项目。
2. 项目目标本项目的目标是设计和制作一款功能齐全、外观精美、性能稳定的电子钟产品。
具体目标如下：1.实现可靠的时钟显示功能：能够准确地显示当前的小时、分钟和秒数。
2.提供多种时间显示格式：支持12小时制和24小时制的切换，能够满足不同用户的需求。
3.具备多种报时功能：支持定时报时、闹钟功能等。
4.具备温度、湿度等环境参数监测功能：能够监测当前环境的温度、湿度等参数，并在屏幕上显示。
5.具备多种辅助功能：如日历显示、倒计时功能等。
3. 项目内容本项目的主要内容包括以下几个方面：3.1 硬件设计1.选择合适的处理器芯片和时钟模块：根据产品需求，选择适合的处理器芯片和时钟模块用于控制和显示时间。
2.设计时钟电路：包括时钟源电路、时钟信号传输线路等。
3.设计温度、湿度传感器电路：用于监测环境参数的传感器电路设计。
4.设计报时、闹钟功能电路：用于实现报时和闹钟功能的电路设计。
3.2 软件开发1.开发时钟显示功能：根据设计需求，编写代码实现准确的时钟显示功能。
2.开发时间格式切换功能：编写代码实现12小时制和24小时制切换功能。
3.开发报时功能：编写代码实现定时报时功能。
4.开发温度、湿度监测功能：编写代码实现温度、湿度监测功能。
5.开发辅助功能：编写代码实现日历显示、倒计时功能等。
3.3 外观设计1.设计外观结构：根据产品需求和市场趋势，设计外观结构和尺寸。
2.确定材料和颜色：选择合适的材料和颜色，使产品具有良好的质感和外观效果。
3.进行模型制作和测试：根据设计结果进行模型制作，并进行外观测试和功能验证。
4. 项目计划本项目计划分为以下几个阶段进行：4.1 硬件设计阶段1.完成处理器芯片和时钟模块的选择和采购：预计耗时2天。
题目1数字电子钟电路的设计一、设计任务用七段数码显示器分别显示时、分和秒，其中计时方式采用24进制计时方式,或12进制 ,有上午 (A) 和下午 (P) 指示。
功能如下:①具有正常计时功能，秒、分、时进位正确。
②具有手动校准功能。
可分别对时和分手动校准。
校时通过功能键和另一个校时按钮共同完成。
第一次按功能键，电路处于校时状态，每按一次校准按钮则时计数器加1；第二次按功能键，电路处于校分，每按一次校准按钮则分计数器加1；第三次按功能键，每按一次校准按钮则秒计数器加1, 第四次按功能键,脱离校准状态 ,电路正常计时。
③具有整点报时功能。
仿中央人民广播电台整点报时信号 , 从59分50秒起每隔2秒发出一次低音“嘟”信号，持续时间1秒，间隔时间1秒，连续5次；到达整点时 (00 分00 秒)发一持续1秒的高音“嘀”信号。
( 选做)④具有可预置的闹时功能（精确到时和分）, 闹铃持续 1 分钟；预置通过修改方式键设计解决。
( 选做)二、操作说明用实验箱上的CPLD器件EPM240实现硬件功能，整个钟就用两个单步脉冲开关来控制和调节，一个作功能选择，一个作该功能的调整输入，时钟脉冲用箱上1Hz～10k Hz方波脉冲，频率要根据电路来选定，6位数码管带有译码器，电路只要输出BCD码给他们就可以了，声音可用箱上的喇叭。
先用Quartus II进行仿真，时、分、秒每个位的的时序仿真波形以十进制分组表示才直观，各波形正确后就到实验室下载、调试、验收。
三、设计的简要提示设计的方框图可参考图1，虚框内的是用EPM240T100C5实现，虚框外在实验箱上有。
图1状态控制计数器的设计计数器的模要根据总体电路的功能数来定，如设计要求第一次按功能键，电路处于校时状态，第二次按功能键，电路处于校分，第三次按功能键，电路处于校秒状态, 第四次按功能键,脱离校准状态 ,电路正常计时。
为了加入闹钟功能且不使用更多的外部资源，本设计将功能键改为第四次按功能键时，电路正常计时，并进入闹钟设时模式，第五次按功能键时，电路处于闹钟设分状态，第六次按功能按键时结束闹钟设置。
实验二十数字钟系统仿真实验一、实验目的（1）熟悉时序逻辑电路的特点及一般分析方法。
（2）了解数字钟的基本原理。
（3）自行设计数字钟电路。
（4）学习调试较复杂数字电路的方法，验证所设计电路的功能。
（5）了解中规模集成电路（数据选择器和数值比较器）的逻辑功能及使用方法。
（6）提高学生动手操作能力。
（7）提高学生检查及排除电路故障的能力。
（8）提高学生综合设计数字实用电路的方法和能力。
二、实验器材虚拟实验设备◆操作系统为Windows XP的计算机1台◆Electronics Workbench Multisim 8.x～9.x电子线路仿真软件1套◆直流电源V CC1个◆逻辑探头若干◆发光二极管若干◆逻辑分析仪1个◆电阻若干◆芯片（根据自行设计电路）若干实际工程实验设备◆数字系统综合实验箱1台◆数字万用表1台◆电阻若干◆芯片（根据自行设计电路）若干三、基本原理及实验电路数字钟电路是一个实用性很强且带有趣味性的电路，通过各种计数器及外围电路的设计能引起学生的极大兴趣，并且在很短的时间内使学生增加一些科学知识，激发对数字电子技术课程的学习兴趣。
数字钟的原理框图如图20-1所示，这种数字时钟组成部分包括：100Hz基准信号源、两级十进制计数器、两级60进制计数器、“12翻1”的12进制计数器、数码显示器（有h、m、s和m、s、0.01s两种显示方式）、显示转换电路、校准电路等。
由100Hz基准信号源产生的脉冲信号→100进制计数器→60进制的计秒电路→60进制的计分电路→“12翻1的12进制计数器电路。
如果需要，也可进行手动校时、校分，也可定点报时。
图20-1 数字钟组成框图100Hz基准信号源的组成可以有多种方式：（1）因为可选用的石英晶体振荡器的固有频率有1.5、3、5、7、11、15、25、40MHz多种，为简单起见，我们选用频率最低的1.5MHz。
（2）振荡频率确定后，以1.5MHz为例，分频至100Hz需除以15000，分频器的组成也可以有多种选择：可以用一级三进制计数器加3级二进制计数器再加4级五进制计数器；也可以用一级15进制计数器加三级十进制计数器；还可以用一级24进制计数器加两级25进制计数器；还可以有其他的分频方式。
《微机设计与应用》课程设计任务书设计题目：数字电子钟的设计一、设计目的：通过单片机应用产品的设计与调试过程，巩固《微机原理及接口技术》课程所学理论知识，初步了解单片机应用系统设计与调试的方法。
二、设计任务：设计一个以AT89S51单片机为核心的数字电子钟控制器，实现电子钟的时间、日期交替显示、闹钟功能，并可通过按钮开关或键盘切换显示内容、调整参数、设置闹钟，在单片机实验板上模拟调试实现控制器的功能。
具体设计要求如下：1．开机自检，检查相关接口及数码管显示器、指示灯、蜂鸣器等外设是否正常。
2．8位数码管显示器平常以一定的时间间隔、合适的格式显示时间和日期信息，时间显示时、分、秒；日期显示年（2000~2099）、月、日；设置闹钟功能时显示时、分、开/关状态。
3．可通过按键设定时间、日期、闹钟等参数、手动切换显示。
按键可用独立式按键或行列式键盘实现。
设定参数过程有合适的方式指示当前可修改的内容。
4．对开关量输入进行软件消抖动处理，参数的设定有容错处理，如：小时不能超过23，日期中每月最大天数、闰年等。
5．参数设定过程中，较长时间无操作，则自动恢复为正常显示方式。
三、扩展功能（选做）：1．可设置多次闹钟。
2．显示星期功能。
3．显示环境温度，温度可由A/D转换实现或由1-Wire温度传感器DS18B20获取。
4．用Protel设计相应上述功能的控制器的原理图。
5．其它自选的扩展功能。
四、设计环节及时间安排：1．明确设计任务，总体方案设计与选择，并对方案进行说明。
1天2．按照实验板配置情况设计实现该控制器功能的控制软件。
2天3．软件功能调试、改进、扩展功能。
5天4．编写设计说明书，设计答辩及小结。
2天五、设计说明书主要内容：1．设计题目、设计目的、设计要求；2．总体方案设计及说明；3．系统资源分配说明（接口、存储器分配）；4．软件流程图及说明；（主要程序段说明如：显示、键盘、中断服务子程序等）5．系统功能与操作说明；6．调试记录（主要问题及解决方法）；7．课程设计总结；8．附录：程序清单及详细注释。
实
训
任
务
书
项目：数字—数字钟电路安装与调试班级：
姓名：
学号：
实训时间：
工程实训中心电工电子实训教研室制
2013年10月
一、课程性质
必修，学时：30
二、教学目的
数字电路相关课程是电子类专业基础课的重要课，目的是让学生获得数字电路的设计、安装、焊接、调试、维修等基础技能，仪器、仪表使用技能，常用工具的使用技能。
三、教学形式与要求
教学形式：课堂教学采用多媒体课件、黑板讲授、现场讲解、实训操作、讨论等多种形式。
教学要求：严格按学校学籍管理制度，不得无故迟到、旷课，严格考勤，按时完成作业。
教师任务：讲解基础理论知识、提出要点、组织讨论、指导操作、评阅作业、评价考核。
学生任务：掌握教学内容要求、查阅资料、调研、按期完成作业。
实践教学：根据教学任务书内容选择元件安装调试电路。
学时分配：1/3学时为教师课堂教学和巡回指导，2/3学时学生实训操作、分组讨论、讲解、课堂练习。
作业形式：依据本课特点，作业形式为实测数据记录与分析、实训报告、思考题等。
考核方式：考勤（30%）＋平时成绩（40%）＋报告（考试）（30%）。
过程评价：平时作业：资料参阅、表达条理、数据记录、按时完成等。
不做0分，雷同0分。
回答问题：表达清晰，论述有条理。
不回答0分。
综合表现：平时投入程度，个人能力等。
考勤评价：旷课1天及以上本周考勤分为0分，迟到、早退1次各扣0.5分，
请假1天扣2分，请假两天本周考勤分为0分，请假需假条。
四、参考资料
１．《电子技术基础》康华光主编，高等教育出版社。
２．《电子技术实训教程》肖鹏旭主编，东南大学出版社。
3．《电子产品组装、调试、设计与制作实训》刘南平石军编著，北京师范大学出版社。
五、实训任务
1 根据分配任务原理图制定工艺文件。
2 本小组工艺文件交叉检查并执行操作。
3 按照工艺文件操作安装电路，安装结果符合工艺要求
4 参数测量与记录
5总结
六、相关知识
该课题分为五部分介绍：数字钟显示电路、信号电路、计时电路、校时电路、报时电路的制作、调试过程。
本节选取数字电子钟作为载体是基于以下几点：
1）．数字钟是典型的一个数字电路
数字电子钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比更
准确、更直观、更耐用。
2）．数字电子钟实现方法多
数字电子钟既可以用非智能的数字电路实现，可以用EDA技术实现，也可以用单片机等智能化技术实现，利用不同的技术实现相同的产品设计，利用课题与课题的的衔接，更利于学生的提高。
考虑到本节数字电路的相关教学目标，选取非智能电路作为实现数字电子钟的载体是合适的。
1．数字钟设计指标要求
1）．显示时、分、秒；采用24小时制
2）.具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向校时进位；校时时钟源源可以手动输入或借助仪器的时钟。
3）.为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间基准信号。
2．总体设计方案
数字钟实际上是要求一个非常稳定的基准频率（1Hz），设置相应进制的计数器进行计数的电路。
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。
图2-25 整体系统框图
3.单元电路
1）显示电路
从整体方案图中可以看出来，在数字钟分解成相对独立的五个功能模块，显示电路的任务是接收计时电路输出的小时、分、秒信号，并将接收到得小时、分、秒信号通过合适的显示方式显示出来。
根据数码显示要求，采用LED数码管显示器，LED数码显示器，也称数码管，由7个条状发光二极管和一个圆形发光二极管按一定规律构成，如图
图2-26 数码管显示图
对应数字的显示不同的段码这个过程叫做译码，译码是把给定的代码进行翻译，将时、分、秒计数器输出的四位二进制代码翻译为相应的十进制数，并通过LED显示器显示，从上边得知LED数码显示分共阴个共阳两种，那么译码器也分为共阴共阳两种配套使用。
我们选用的七段译码驱动器（74LS47）和共阳极数码管，LED显示器的3、8脚接一起接+5V，段码a、b、c、d、e、f、g各个段码都接一个200欧姆的限流电阻在图中画出来了，译码显示电路如图所示。
a:74LS47的逻辑表
b:74LS47与数码管的链接图
图2-27 译码器与数码管的连接图
2）信号电路
时钟计数需要一个很准确的秒信号，要想产生一个基准信号可以用晶体振荡器产生，这里采用32.768KHz的晶体振荡器，用分频器进行分频得到1Hz的信号，这样可保证时钟
的准确。
实际电路选用4060产生振荡信号，如图电路所示，利用与非门的自我反馈使它工作在线性状态，然后利用石英晶体控制震荡频率，电阻为反馈元件，电容防止寄生振荡。
图2-28 基准信号振荡电路
由于石英晶体产生较高的32768Hz的频率，而电子钟需要秒脉冲，可采用分频电路实现，具体电路图如图所示，先经过4060的分频再经过4024的分频可以得到秒脉冲信号。
3）计时电路
因为电子钟有秒、分、时组成，分别60进制、60进制和12进制。
采用两个74LS90组成一个6进制和一个10进制，10进制的进位信号作为6进制计数的脉冲信号。
计时电路时计时是12进制，选用2片74LS90实现一个12进制的计数器来完成。
a:74LS90的逻辑表
4）校时电路
c:调整说明
具体调试步骤及方法
1）用示波器检测石英晶体的输出信号波形和频率，输出频率应为32768Hz.
2）将32768Hz信号送入分频器，用示波器检查各级分频器的输出频率是否符合要求。
3）将1Hz秒脉冲分别送入时、分、秒计数器，检查各组计数器的工作情况。
4）观察校时电路的功能是否满足要求。
5）当分频器和计数器调试正常后，观察电子钟是否准确，正常地工作。
5.整体原理图
图2-31整体电路图
标准时钟信号测量
计时准确度测量
误差分析
附录1所用芯片管脚图
74LS08 74LS47
74LS90
CD4060 CD4020
晶振起振
这样的组成可以使晶振处于并联谐振模式。
反相器在芯片内体现为一个放大器，它将输入的电量相移大约180°后输出；并且由晶振，R1，C1和C2组成的π型网络产生另外180°的相移。
所以整个环路的相移为360°。
这满足了保持振荡相频条件。
为了正确起振和保持振荡，则要求闭环增益应≥1。
反相器两端电阻Rf产生负反馈，使反相器工作在高增益线性区域。
其电阻值很高，范围通常在500KΩ~2MΩ内。
