数字钟_课程设计

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1、安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告数字电子技术课程设计报告题目：数字钟的设计与制作专业：自动化班级：**自动化(1)学号：**210030***姓名：常**指导教师程**2009年6月16日—2009年6月23日安徽建筑工业学院10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告数字电子技术课程设计报告一、设计目的数字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

2、括了组合逻辑电路和时序电路。因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求（1）设计指标①时间以24小时为一个周期；②显示时、分、秒；③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；（2）设计要求①画出电路原

3、理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；③电路仿真与调试；（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。三、逻辑设计1．整体方案设计数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。我们将使用555构成的多谐振荡器。数字钟的组成框图：10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告2．单元电路设计（1）555定时器组成的多谐振荡器振荡周期为：T=0.7

4、（R1+2R2）C≈1s（2）时间记数电路本次设计我们采用10进制计数器74LS160来实现时间计数单元的计数功能。我们将用它实现一个24进制计数器实现记秒和两个六十进制计数器实现记分和记时。（a）24进制计数器10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告本设计采用两个74LS160通过同步置数法构成24进制的计数器，进位输出为一低电平脉冲。（b）六十进制计数器本设计采用两个74LS160通过同步置数法构成60进制的计数器，进位输出为一低电平脉冲。（3）译码驱动及显示单元电路选择ＣＤ４５１１作为显示译码电路；

5、选择ＬＥＤ数码管作为显示单元电路。由CD4511把输进来的二进制信号翻译成十进制数字，再由数码管显示出来。这里的LED数码管是采用共阴的方法连接的。10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告计数器实现了对时间的累计并以8421BCD码的形式输送到CD4511芯片，再由4511芯片把BCD码转变为十进制数码送到数码管中显示出来。如图，数码管的4、3、2、1端分别对应8421BCD的权为8、4、2、1的位置。（4）校时电路的设计数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，本设计设计了校正功能。通过在计分电路和计时电路

6、前插入可手动控制的脉冲信号，以调节分和时。另外设计了复位功能可以让时、分、秒立即清零。为了让用户更容易校时，本设计还添加了秒的单独清零。实际使用时，因为电路开关存在抖动问题，所以一般会接一个RS触发器构成开关消抖动电路。由于校正电路和各其他电路关系紧密，所以单独拿出来看没什么意义，所以我们放到总电路图去看。四、逻辑总电路图个按键功能：[K]：开关[1]：秒钟复位[2]：分钟校正[3]：时钟校正[Space]：整体复位为了简洁大观，我们将一些单元电路进行了分装，它们是555_clk、second、minute、hour

7、下面将一一解释：(a)555_clk10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告（b）second右边各端口功能：1—4分别输出到作为个位数码管的1—4端；5作为进位输出端（低电平脉冲）；6—8输出到作为十位数码管的1—3端。（C）minute10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告这部分和second一模一样。（d）hour可以看出，这单元的功能与second的功能几乎一样，只是少了个8端，其他都一样。通过总逻辑图我们可以清楚地看到校时电路的工作原理，即在计时电路和计分电路前添加人工控制的脉冲信

8、号，本设计用开关代替，使用时开关必须迅速地一开一合，不能只动一下（总开关例外）。复位功能是利用了个单元芯片的异步置零端进行工作。五、数字钟的仿真1.首先对个单元进行仿真（1）555_clk（2）second10第页安徽建筑工业学院《数字电子技术》课程设计报告由于六十秒太长了，所以我们选取刚开始的时序图和第一次进位时的时序图。最下面的是进位输出的