数字电子时钟课程设计报告

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1、数字时钟课程设计报告目录一．设计的目的、任务和要求……………………………2二．设计的方案的选择与论证……………………………4三．电路的设计……………………………………………5（a）设计内容……………………………………………5（b）数字时钟结构的设计………………………………5（c）设计步骤……………………………………………61.时钟脉冲发生器的设计………………………62.时分秒计数电路的设计………………………83.计数器的组间级联设计………………………134.校准电路的设计………………………………

2、15四.电路的仿真与调试……………………………………17五．总结及心得……………………………………………19六．附录……………………………………………………21七．参考文献………………………………………………22一、设计的目的、任务和要求(一)设计目的电子技术（数字）课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路

3、的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。（二）设计任务1．显示时、分、秒。2，可以24小时制或12小时制。3．具有校时功能，分别对小时和分钟单独校时，对分钟校时的时候，最大分钟不向小时进位。校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。4．为了保证计时准确、稳定，由晶体振荡器提供标准时间的基准信号。（三）设计要求1.设计时综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；2.必须独立完成设计课题；3.合理选用原件；4.按时完成设计任务并提交设计报告。二、设计的方案

4、的选择与论证考虑到实用、经济和性能指标的满足，运用CB555，74LS160,CC4011,电阻，电容等器件经行电子时钟电路的计数及校准功能的设计。运用CB555与电阻电容组合连接成一个周期为一秒的多谐振荡器，用与非门的组合连接成校准电路对电子时钟进行校对。在连接计算器电路时可以用整体置零法和整体置数法。本实验电路采用整体置零法.总体电路是由各功能电路或单元电路组成的。数字电子钟是由振荡电路、时间计数电路、数码显示电路和校时电路组成。三、电路的设计（a）设计内容运用CB555定时器，电阻，电容设

5、计一个多谢振荡器，用多片74LS160、多片显示译码器、与非门的组合设计时、分、秒计数器，用于非门的组合连接校准电路。用两片74LS160级联构成60进制计数器，用来计“秒”，其CP输入信号为秒脉冲；另两片74LS160级联构成60进制计数器，用来计“分”，其CP输入为“秒”变为0时产生的一个下降沿信号；还有两片74LS90级联构成24进制计数器，用来计“时”，其CP输入为“分”变0时产生的一个下降沿信号。这样六片74LS160实现了数字钟的计时功能。它们的输出用六片数码显示管显示。（b）数字时

6、钟主要由以下几个部分组成：秒信号发生器、时、分、秒计数器，译码器及显示器，校时电路，清零电路组成。电路设计结构图如图一所示。图一电路设计结构图（c）设计步骤1.设计时钟脉冲发生器石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振动，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限止时，才达到最后稳定。这用压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。一般来说，

7、振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。根据理论知识运用，运用CB555定时器与电阻电容组合设计多谐振荡器的振荡器的周期为1秒，即周期T=1，根据理论知识得，多谐振荡器周期的计算公式为：T=T1+T2=R1+2R2Cln2，多谐振荡器频率的计算公式为：f=1T=1R1+2R2Cln2，占空比的计算公式为：q=R1+R2R1+2R2,通过以上公式计算多谐振荡器的周期频率的大小跟外接电阻的阻值。运用CB555定时器设计多

8、谐振荡器，由CB555定时器的参数特性可知，当电源电压为5V时，在100mA的输出电流下输出电压的典型值为3.3V，所以取VCC=5V时可以满足对输出周期为一秒的脉冲信号的要求。令占空比q=2／3，C=10uF时，得R1=R2，则T=T1+T2=R1+2R2Cln2=1，即3R1Cln2=1，则R1=R2=13ln2Ω=13*10-5*0.69=48kΩ。通过计算得电阻R=48K，电容C=10uF，因两个电阻的大小相等，所以取两只阻值为47K的电阻和一个阻值为2K的电位器串联，得到设计电路，如图