数字电子钟设计电子设计课程设计报告.docx

电子技术课程设计报告——数字电子钟设计学院:课程：小组成员：姓名：学号：指导老师：日期:一、选择课题数字电子钟二、选题意义和技术指标及设计要求1、数字电子钟设计的意义：数字电子时钟早已成为人们生活中不可缺少的必需品，广泛用于个人家庭及车站、码头、剧院和办公室等公共场所，给人们的生活、工作、学习以及娱乐带来了极大的方便。由于数字集成电路技术的发展使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。而且它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。数字电子时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，数字钟的精度、稳定度远远的超过老式的机械钟表，并且与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，因此具有更广泛的应用。2、数字电子钟的设计要求1）数字电子钟的最基本计时功能要保证正常计时；2）数字电子钟需要有校时部分以防止走时不准，能做到快速调整时间；3）数字电子钟需要有整点报时功能以提醒整点时间的到来；4）尽量设计电路时要做到简洁人性化，尽量避免复杂的操作。3、数字电子钟设计的目的1）熟练掌握我们半年来所学习的数字电子技术基础知识；2）通过设计电路，提高对各种集成电路芯片的认识与理解程度；3）熟悉逻辑电路的特点；4）学会熟练使用电路仿真软件如Multisim的使用；5）提高查找电路故障的能力，培养科学严谨的学习习惯。4、数字电子钟的技术指标1）设计信号发生器并产生1HZ频率的时钟脉冲信号；2）使用7段数码管实现精准的“时”、“分”、“秒”显示计时；3）以24小时为一个循环计数周期；4）具有手动校时功能，可以随时调整时间防止时间走时不准。三、电路设计原理分析1、整体设计方案数字电子钟是一种时许组合逻辑电路。原理图如下：校时电路秒计数器秒计数器分计数器分计数器时计数器时计数器秒译码器秒译码器分译码器分译码器时译码器时译码器该系统由信号发生器、计数器、译码器、显示数码管等几部分组成。该系统的工作过程是：信号发生器产生稳定的脉冲信号，输出的信号频率为1HZ，作为数字电子钟的基准信号。信号发生器产生的每秒一次的方波信号输入到时、分、秒的计数器，秒计数器满60后向分钟计数器进位，分钟计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器以24小时为一个周期循环，满24清零从头开始。所有计数显示都由译码器连接七段数码管显示，当然计数过程中出现误差，可以采用校时电路进行调整。2、各部分电路设计1）信号发生器信号发生器利用555电路，通过电容电阻定时，产生稳定频率的信号脉冲供数字电子钟的基准计数信号。2）六十进制计数电路设计整个电子钟电路中秒计数和分计数都要用到六十进制计数电路。六十进制电路可以利用两片74LS160来实现，具体原理图如下： COCP A BCD74LS160（1）RCTTCTPCOCP ABCD74LS160（2）3）二十四进制电路设计：数字电子钟电路中“时”部分要用到二十四进制计数电路。二十四进制电路可以用两片74LS160来实现，其原理图如下：RCTCPCOCP ABCD74LS160（2） COCP A BCD74LS160（1）4）译码显示电路设计：译码器与七段数码管相连接，达到翻译代码并显示为数字的作用。七段数码管显示十进制的数字。5）校时电路设计：对于数字电子钟，校时功能应该说是必不可少的部分。利用单刀双掷开关切断信号脉冲。当开关打到1端时电路正常计数工作，当开关打到2端时，“时”或“分”部分可以自由计数到你想要的时间。6）整点报时电路：采用74LS02和74LS30实现。四、元件清单元件名称个数（个）74LS48674LS160674LS00674LS02174LS301NE555P1七段数码管6单刀双掷开关2蜂鸣器1发光二极管1电阻（100KΩ）2电阻（2KΩ）1电容（4.7μF）1电容（0.01μF）1插线若干74LS48: 74LS160： 74LS00: 74LS02：74LS30： NE555：五、仿真电路使用数字电子仿真软件Multisim进行仿真。1、脉冲信号发生器根据公式：f = 1.43/C（R1 + 2R2）产生约1HZ的信号脉冲，我们选取C = 4.7μF，R1 = R2 =100KΩNE555构成的信号发生器：2、校时电路当开关打到一端时电路正常计数计时；当开关打到另一端时，“时”、“分”电路处于校时状态，能实现时分的同时校时。具体仿真电路如下:图中的单刀双掷开关S1和S2，其中的S1是“时”校时开关；S2是“分”校时电路，S1置于上端时电路处于“时”校时状态，处于下端是正常计数状态；S2置于上端时电路处于“分”校时状态，处于下端是正常计