数字电子钟教学课程设计报告.doc

数字电子基础课程设计 ——数字电子钟 院系：计算机与信息工程学院 专业：通信工程 班级：通信一班（2010060601） 姓名：王浩 学号：105060640013 指导老师：徐春雨 任务书 题目 数字电子钟的设计 实验目的和要求 1、实验目的 ·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法； ·熟悉集成电路的使用方法。 ·进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 2、实验要求 ·设计一个有“时”、“分”、“秒”显示，且有校时功能的电子钟； ·用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试； ·画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告； ·选做：整点报时。在59分51秒、53秒、55秒、57秒输出500Hz音频信号，在59分59秒时输出1000Hz信号，音频持续1s，在1000Hz音频结束时刻为整点。 主要内容及实现的功能 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，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。本设计采用? 74LS160、带有译码器的数码管和适当的门电路构成，可实现对时、分、秒等时间信息的采集和较时功能地实现。 设计一个数字计时器，可以完成? 00:00:00? 到? 23:59:59? 的计时功能，并在控制电路的作用下具有快速校时、快速校分功能。? 能进行正常的时分秒计时功能。分另由六个数码管实现时分秒的计时。同时实现报时和闹钟的功能。? 通过? Multisim10 软件平台，设计含小时，分钟，秒钟显示功能的数字时钟。? 主要参考资料 [ 1] 阎石。 数字电子技术基础[ M] 。 5 版。 北京: 高等教育出版社， 2006。 [ 2] 杨志忠。 电子技 术课程设计 [ M ] 。 北 京: 机械工 业出版社， 2008。 [ 3] Multisim 原理图输入，仿真与可编程逻辑 入门指导 报告单 课题分析 随着科学技术的不断发展， 人们对时间计量的精度要求越来越高。高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石晶表、石英钟都采用了石英技术， 因此走时精确度高， 稳定性好， 使用方便， 不需要经常调校。数字电子钟是用数字集成电路构成并有数字显示特点的一种现代计数器， 与传统的机械计时器相比，它具有走时准、 显示直观、 无机械磨损等， 因而广泛应用于车站、 码头、 商店等公共场所。 目前， 数字电子钟的设计，主要是采用计数器等集成电路构成， 由于所用集成电路多，连线杂乱，不便阅读。本文采用层次电路设计，将各单元电路设计成层次电路，这样每个单元电路和整体电路连线一目了然， 既美观也便于阅读， 还有利于设计，因每一层次电路为一独立电路， 便于独立设计和修改。 数字式电子钟用集成电路计时时， 译码代替机械式传动， 用LED显示器代替指针显示进而显示时间， 减小了计时误差。这种表具有时、分、秒、显示时间的功能， 还可以进行时、分、秒的校对，片选的灵活性好。 设计文档（包括真值表，逻辑式，电路图） 1、器材及主要器件 （1）74LS161 6片 （2）74LS248 6片 （3）74LS08D 2片 （4）74LS00D 6片 （5）共阴极七段显示器 6片 （6）蜂鸣器 1个 电阻、电容、导线等 若干 2、电子钟基本原理 数字电子钟主要分为数码显示器、60? 进制和? 24? 进制计数器、频率振荡器和校时这几个部分。数字电子钟要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需要译码器械才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和24进制计数器，在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。60进制可能由两片74LS161计数器串联置数而成，而小时的24 进制可以采用?74LS161置数端触发实现。频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由?555定时器来产生脉冲并分频为? 1HZ。主体思路如图2-2-1所示：? 数字电子钟的逻辑框图2-2-1 3、单元电路的设计 3.1秒脉冲产生电路 振荡器由555定时器组成，构成1Khz的振荡器。图3-1-1中是由55定时器构成的1Khz的自激振荡器，其原理是： 0.7（2·R3+R4+R5）C4=1ms f=1/t=1Khz ?图3-1-1NE555构成1Khz的电路 图3-1-2NE555构成的1Khz波形 3.2分频器