数字电子时钟课程设计

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1、 1 一、设计任务与要求 以“日”作为基准时间信号，设计可计年、月、日的电子万年历。 （1）计时结果用 8 只 LED 七段数码显示器稳定显示 （2）计年的规则是从 0000 至 9999，计月的规则是从 1 至 12，计日的规则 是从 1 至 30，用数码显示器的小数点区别显示的时基单位 （3）具有手动校年、月、日功能。 二、方案设计与论证 根据这次课程设计的要求，将要设计可调时间的万年历，以每月 31 日，每年 12 月，可 显示 0 至 9999 年设计。将主要用计数器实现计时，会用数字脉冲给计数器信号，来一个脉 冲将会加 1。调时模块也会用数字脉冲调时。显示将会用 LED7 段数码管显

2、示器显示。 方案： 1 用数字脉冲来实现计数器的计数，给一个脉冲，计数器将加 1。 2 当日加到 31 时，将会给月功能显示模块一个信号，随之月将会加 1。以此类推，月 加到 12 时，也将会给年显示模块一个信号，年将会加 1。 3 调时模块：将会用脉冲信号来实现调时功能，在调时模块中，也将分为日调时，月调 时，年个位调时，年十位调时，年百位调时，年千位调时。 三、单元电路设计与参数计算 日显示模块：用两个 10 进制的计数器（本实验中用的是 74LS160）改成 31 进制的计数 器（整体置零方式） ，每个计数器的输出位接入一个 LED7 段数码管显示器。并用数字脉冲给 计数器提供信号。 7

3、4LS160 的功能表如下表 输入 输出 CP CR LD EP ET D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 X X X 0 1 1 1 1 X 0 1 1 1 X X X X 0 1 X 0 1 1 X X X X d0 d1 d2 d3 X X X X X X X X X X X X 0 0 0 0 d0 d1 d2 d3 保持 保持 模 10 加法计数器 2 日功能显示图如下图： D0 3 Q0 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U5 74LS160 D0 3 Q0

4、 14 D1 4 Q1 13 D2 5 Q2 12 D3 6 Q3 11 RCO 15 ENP 7 ENT 10 CLK 2 LOAD 9 MR 1 U10 74LS160 1 2 13 12 U11:A 74S10 (1) U4 NOT U12 NOT 如图，日功能显示还将会在 U11（与非门）输出，再接入 U12 非门，来作为月个位的 计数控制端的输入。 月显示模块： 同样是用两个 10 进制的计数器用整体置零法改为 12 进制的计数器。 每个 计数器接入一个 LED7 段数码管显示器。值得注意的是，月显示模块中的个位数的计数器的 计数控制端接入的是来自日功能显示输出的信号。当日加到 31

5、 时，将会给月显示模块一个 高电平，使月加 1。其中脉冲输出的是 3Hz 的信号。月功能显示模块如下图： 3 同样的，月功能显示模块也将在 U3 输出，接入 U4 非门，来作为年个位的计数控制端的 输入。 年显示模块：用 4 个 10 进制的计数器改为 10000 进制的计数器（利用串行进位方式实 现） 。 每个计数器接入一个 LED7 段数码管显示器。 个位数的计数器的计数控制端接入的是来 自月功能显示输出的信号。当月加到 12 时，年显示模块开始工作。年显示模块如下图： 调时模块：用按钮和数字脉冲信号相接，按一下按钮，就会加 1。 调时模块如下图： 4 日，月，年个位调时图 年十位，百位，

6、千位调时图 当要调时时，必须将与数字时钟信号相连的开关断开，然后再进行调时。 四、总电路工作原理及元器件清单 5 2电路完整工作过程描述（总体工作原理） 计时模块 打下开关， 日模块将从 1 开始计时， 每来一个脉冲信号将加 1， 会在数码显示管中显示。 当日加到了 31，将会通过 U11（与非门）输出，再接入 U12 非门，来作为月个位的计数控 制端的输入。此时日由置数功能作用下，变为了 01，而月部分也会加 1，变为 01。日继续 增加，月也随着进位逐步增加。当月份加到 24 时，将会通过 U3（与非门）输出，再接入 U4 非门，来作为年个位计数控制端的输入。此时月在置数的功能作用下，变为了 0001，年 也加到了 01。年份部分一直加到 9999 时，将会变为 0000。 数码显示模块 此模块只是起显示作用，只要将计数器的 4 个输出端接到数码显示管的 4 的端口就行。 调时模块 此模块原理是给天数，月份，年份的个位，十位，百位，千位一个脉冲，使得他们加 1，以 此来实现调时间的功能。 首先必须将连接各计数器时钟端的开关断开， 同时将连接计数器计 数控制