1、 1 数字电路 课程设计报告书 任务起止日期： 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日止 班 级： 指导老师： 日 期： 2013 年 6 月 24 日 学生姓名： 学 号： 分 数： 2 摘要摘要 数字电子钟是一种用数字显示秒分时的记时装置，与传统的机械时 钟相比，它一般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、电子闹钟，大到车站码头 机场等公共场所的大型数字显电子钟。 本课程设计是要通过简单的逻辑芯片实现数字电子钟。 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 74LS160(1
2、0 进制计数 器)、74LS00(与非门芯片)等连接成 60 和 24 进制的计数器,再通过数码管显示， 构成简单数字时钟。 关键字关键字 数字时钟 计数器 555 芯片 分频器 数码管 74LS 系列 校时 报时 目录 一、设计任务和要求3 二、设计的方案的选择与论证3 (1) 总体电路分析3 (2) 仿真分析4 (3) 仿真说明4 三、电路设计计算与分析4 （1） 计数计时电路4 （2） 校时选择电路5 （3） 整点译码电路5 （4） 定时比较电路6 （5） 振荡电路7 （6） 译码电路8 （7） 器件分析9 四、总结及心得10 五、附录12 （1） 元器件明细表12 （2） 附图13 六
3、、参考文献14 3 一、 设计任务和要求 实现 24 小时的时钟显示、校准、整点报时、闹铃等功能。 具体要求： （1）显示功能：具有“时” 、 “分” 、 “秒”的数字显示（ “时”从 023，分 059， 秒 059） 。 （2）校时功能：当刚接通电源或数字时钟有偏差时，可以通过手动的方式去校 时。 （3）整点报时：当时钟计时到整点时，能进行整点报时。 （4）闹铃功能：在 24 小时之内，可以设定定时时间，当数字时钟到定时时间时 能进行报时提醒。 二、 设计的方案的选择与论证 （1）总体电路分析 总体电路设计是将单元电路模块小时计时电路、分钟计时电路、秒计时电路、校 时选择电路、整点译码电路
4、、闹钟电路等模块连接在一起，外接输入开关和输出 显示数码管构成。总体结构图如下： （2）仿真分析 单击运行按钮，可观测仿真结果。电路能完成显示计时、校时、整点报时以及闹 铃等功能。 1 计时功能。当开关 S1、S2 都处于左边触点时，数字时钟工作于计时状态。此 时，电路中的秒计时电路、分计时电路以及小时计时电路分别对秒脉冲、分脉冲 和小时脉冲进行计数。计数结果经数码管显示计时时间值。 2 校时功能。当开关 S1、S2 都处于右边触点时，数字时钟工作于校时状态。按 瞬态按钮 B 键，可以选择对“小时” 、 “分钟”和“秒钟”进行校时。校时时通过 时显示电路 分显示电路 秒显示电路 时译码电路 分
5、译码电路 秒译码电路 时计数电路 分计数电路 秒计数电路 校时选择电路 闹钟电路 秒脉冲产生电路 4 开关 S3（按 C 键）手动输入校时时间。 3 整点报时功能。整点译码电路通过识别整点时间，产生整点报时信号。当前 时间为零点时，会产生整点报时，此时探针会亮，蜂鸣器会响。 4 闹钟报时功能。通过校时功能将“小时” 、 “分钟”和“秒钟”设定在某一时 间点，然后重新校时，调整到设定点以前的某一时间，当时钟到达设定点时，信 号灯会亮，并且蜂鸣器会响。 三、 电路设计计算与分析 （1 1）计数计时电路计数计时电路总设计图如下图： 该电路时计时部分用两片 74LS160 构成二十四进制计数器，与非门 74LS00D 构成译码电路，该译码电路能识别代码“24” ，输出信号使CLR=0，计 数器的计数值被置 0.所以， 整个计数器的技术状态图为 00 至 01 至 02 至至 23 至 24（暂态）至 00 至 01 至，
