数字电路课程设计
1．设计题目
数字电子钟
2．任务与要求
（1）设计一个具有“时”、“分”、“秒”显示的电子钟（23小时59分59秒），具有校时、校分功能。
（2）用中小规模集成电路组成电子钟，并在试验箱上组装、调试。（3）画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。
（4）选作功能：
1、闹钟系统
2、整点报时。从59分50秒起，每隔2秒钟发出一次低
音“嘟”。连续五次，最后一次要高音“嘀”的信号，此
时信号结束即达到整点。
3、日历系统
3．设计思路
1．电子钟可以分为三部分，分别是模24计数的“时”系统，模60计数的“分”系统和模60计数的“秒”系统。时钟给“秒”系统提供脉冲信
号，此后系统依次进位，实现电子钟的功能。各种计数系统可用
74LS90构成。
2．数字的显示依靠7448与七段数码管构成。
3．校时系统由手动触发，手动脉冲替代进位脉冲，实现
对“分”和“时”的逐位调整。
4．整点报时可由输出信号和门电路来构成。
5．日历系统由74LS160为主体构成，分别为由1开始的模31计数和由1开始的模12计数。闹钟系统与整点报时类似构成。
4．设计实现
数字电子钟的原理框图如下：
工作过程：
接通电源后，开始按照24小时制计时。当到达59分50秒是开时报时，整点后结束报时。打开校时电路，可对分和时逐位的调整。由闹钟系统可设定闹钟时刻，每当临近则开始闹响。
“秒”系统：
由两片74LS90构成模60计数器，方波信号源作为时钟，并将结果通过数码管显示。低位片S与R端均接地，高位片S端接地，R端接QC与QD，实现异步清零，从而实现模60计数。
“分”系统：
“分”系统的计数系统与“秒”系统基本一致，差别在于时钟信号上，如下
时钟信号有“秒”系统的清零信号提供，下降沿触发，从而实现
了“秒”到“分”的进位，同样在下级系统中，也用这种结构实现
了“分”对“时”的进位。
“时”系统：
“时”系统区别于前两级系统的地方在于管脚的连接上，为实现模24计数，采用如下接法
用高位片的QB和低位片的QC来共同提供清零信号，实现了模24的计数。
校时电路：
校时电路由简单的开关构成
如图，J1、J2、J3、J4同VCC共同构成了校时电路。正常计时时，
J3、J4闭合，J1、J2断开，“时”系统和“分”的时钟信号依旧由上一级的清零信号提供。当校时时，若要对“分”调整，则断开J3、J4，通过J2的一次开合来提供一个下降沿，“分”显示加1，从而实现了对“分”的逐位调整。对“时”的过程则是通过开合J1来实现的。
整点报时：
整点报时关键在于对整点的判断，通过如下电路实现
首先是对时刻的判断。通过将高位片的QC、QA和低位片QD、QA 相与，为1则此时为59分。通过类似的方法判断50秒。
其次是每隔两秒报时。74LS90芯片的QA其实是一个模2计数
器，“秒”系统低位片的时钟信号为方波脉冲信号，则“秒”系统低位片的QA可提供一个周期为2s的方波信号。将此信号与时刻判断的信号相与，即可在59分50秒后间隔2s将灯X2点亮，但此时是奇数秒亮，为实现偶数秒亮的要求，在“秒”系统低位片QA后接一非门即可。
最后是整点时刻的报时。整点时刻，也就是“时”系统获得时钟信号的时刻，将X1接到“时”系统的时钟信号端，可在整点得到信号点亮，但由于74LS90是异步清零，效果不明显，可用类似判断时刻的方法实现，判断标准为“时”系统和“秒”系统的显示为“0000”。
闹钟系统：
闹钟系统的实现可由类似整点报时的结构来实现。
日历系统：
日历系统是紧接“时”系统后的结构，由于日期和月份是从“1”开始计数，从而74LS90不能实现，转而使用74LS160来构成从“1”开始计数的模31计数器和模12计数器。
5．设计总结
首先是构思阶段，根据设计任务，分析了所要实现的功能，画出了电路草图并拟好了芯片目录，基本上做好了准备，为课设的顺利进行打下了基础。
其次是在实际操作过程中，动手能力的不足显现了出来，面对大量的接线，可能一个微小的错误就会导致很长时间的停滞。在处理问题的过程中，也总结出了一些经验，如可通过数码管的不同异常显示，来大致判断问题所在地，这样比一次次从头检查电路甚至从新连接要有效
很多。在规划时，是有闹钟系统和日历系统的，但由于一些问题导致了没有实现，很是遗憾。
再次是对合作的认识。课设分了小组，就是需要合作的，在同解西朋同学的合作中，我们明确分工，通力合作，大大提高了效率，1+1的效果远远的大于2，能有这样一个好的队友是我的幸运，感谢他对于我们课设的付出。
最后是理论学习与实践操作的关系。实践操作是基于理论学习的，有了理论的基础，在实践中有的放矢，面对实践中的问题也可以根据理论来解决；理论又是必须付诸实践才能更好掌握的，在实践中可以发现理论学习中忽略的问题，实践也为理论提供了用武之地。理论同实践紧密结合，才能更好的更全面的掌握知识
6．参考文献
[1] 白静.《数字电路与逻辑设计》.西安；西安电子科技大学出版社，2009
附：全系统逻辑电路图
