数字电子电路课程设计--数字钟的设计与制作

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1、 题目名称：题目名称：数字钟的设计与制作数字钟的设计与制作 姓姓 名：名： 班班 级：级： 学学 号：号： 日日 期：期： 2014 年年 12 月月 18 日日 数字电子电路课程设计任务书 一一、课程设计任务（即要求） ：、课程设计任务（即要求） ： 课程设计题目：数字钟的设计数字钟的设计与制作与制作 （一）设计指标：设计指标： 1显示时、分、秒。采用 24 小时制。 2制作、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时” “分” “秒”的数字 钟系统。并按照直流电源、简易信号源、及“秒” 、 “分”进位和“时”循环进位是 否正常给予不同记分。 3.具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对

2、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。 （二）具体要求：具体要求： 1制作、调试数字钟实物 ；要求焊接、调试出一个具有直流电源、简易信号源及 用来计“时” “分” “秒”的数字钟系统。 2按设计任务书的要求的格式，撰写或打印课程设计报告书。 3设计总结和答辩。 （三）实验仪器、工具：实验仪器、工具： 1 共阳（共阴）七段数码管/计数器/译码驱动集成电路。 2 导线/电阻/电容/石英晶体/变压器等。 3示波器、万用表。 （四）设计报告要求：设计报告要求： 格式要求： （见附录） 内容要求： 1. 画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能

3、。 2. 画出各功能模块的电路图，加以原理说明（如 10 进制到 6 进制转换的原理，个 位到十位的进位信号选择和变换等） 。 3.描述设计制作的数字钟及其运行结果。说明测试中出现的故障及其排除方法 4.总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；课程设计中的心得体会；对课程设计 内容、方式、要求等各方面的建议。 5.附录 1：画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出， 计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引 脚须按实际位置画，并注明名称。 ） （或附上实物照片） 6. 附录 2：元器件清单。 （五）课程设计参考资料课程设计参考资料 1.彭介华

4、主编： 数字电子电路课程设计指导 ，高等教育出版社，2002 年出版。 2郑步生. Multisim2001 电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.2002 3高吉祥主编数字电子电路基础实验与课程设计北京：电子工业出版社，2002 4扬志亮. Protel99SE 电路原理图设计技术 .西北工业大学出版社. 2002 二二、设计计算设计计算 1.1. 总体方案设计总体方案设计 图 1 电路设计总体框图 在动手焊接硬件电路前我们对总体电路进行了设计，并在 Multisim 中进行仿真并获得成功。我们的电路由 6 个共阴数码管、6 个 CD4511 显 示译码器、6 个 161 芯片、两个 7

5、4LS00 与非门芯片、一个 74LS04 非门芯 片组成。 工作原理是这样的：首先在最低位的 161 芯片的时钟引脚输入脉冲信 号，于是最低位的 161 芯片开始计数，与此同时 161 的输出和 CD4511 的 数据输入口相连接，并驱动共阴数码管显示具体数值。等到计数满 10 的 时候它的 Q4 和 Q2 引脚会同时变高， 于是在以 Q4 和 Q2 为输入端的与非门 的输出产生一个下降沿， 这个下降沿将输入到异步清零端， 迅速将计数状 态置为 0， 这在数码管上的表现就是从 9 跳变到 0.这样就实现了秒的各 位的计数。 其它 5 个数码管的工作方式都和第一个相同， 区别在于进位时 的数值

6、不同，秒的个位和分的个位都是在 10 的时候产生进位信号 秒的十位和分的十位都是在 6 的时候产 生进位信号，这样在秒到分、分 到时就实现了 60 进制。需要特别之处的就是时的十位的清零。时的个位 依旧是计数到 10 的时候向前进位并进行本位清零，但是它还要增加一个 清零的条件，因为时钟是 24 进制的所以当时的十位等于 2 并且时的个位 等于 4 的时候也要进行本位清零。 同时这个清零条件也是时的十位清零的 唯一条件，这样一来时就能实现 24 进制了。 功能实现：将外部的信号激励源接入最低位的时钟输入端，我们可以 看到数字钟的前五位都是零，最低位开始走，满 10 后向前进一位。加大 输入信号的频率，时钟速度变快。最后可以看到当时钟走到 23 时 59 分 59 秒的时候，下一刻就全部清零，从头开始。 2 2单元电路设计单元电路设计： 各个元器件的原理和功能说明： 2.1 2.1 BCDBCD 码锁存码锁存 7 7 段显示译码器段显示译码器 （1 1）芯片功能）芯片