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1、安 康 学 院电子技术课程设计报告书课题名称：数字电子钟的设计姓 名：学 号：院 系：电子与信息工程系专 业：电子信息工程指导教师：崔智军 吕方兴时 间：2011年6月21日一、设计任务及要求：1、设计任务： 设计一个数字电子钟2、要 求：1.电子钟能够显示“时”、“分”、“秒”。 2.能够实现对“时”、“分”、“秒”的校时。 指导教师签名： 年 月 日 二、指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日 三、成绩评定：指导教师签名： 年 月 日四、系部意见：系部盖章： 年 月 日设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的1二、设计思路1三、设计过程13.1、系统方案论证13.2、模块电路设计2四
2、、系统调试与结果5五、主要元器件与设备9六、课程设计体会与建议96.1、设计体会96.2、设计建议10七、参考文献10一、设计目的1、加强学生对电子制作的认识，充分掌握和理解所设计的各个部分的工作原理、设计过程、选择芯片器件、电路的连接与调试等多项知识。2、了解数字电子钟的组成及工作原理，并学会更好地利用Mulsitim软件。3、培养学生查阅资料的能力，培养综合运用所学理论知识和实践知识独立完成课题的工作能力，增加对电子产品的兴趣。二、设计思路1、设计秒信号发生器。 2、设计24进制时计数器。3、设计60进制分计数器和秒计数器。 4、设计时、分、秒校准电路。5、连接整机电路。三、设计过程3.1
3、、系统方案论证数字电子钟主要分为“时、分、秒”计数器、数码显示器及显示器、秒信号发生器和校时电路这几个部分。数字电子钟的时计数器为24进制计数器，分和秒计数器为60进制计数器，要完成计数器的显示必须由相对应个数的码显示管（6个）经译码器译码后显示。秒信号发生器可以由频率振荡器可以分频后得到，频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由555定时来产生脉冲并分频为1HZ。秒计数到六十后，对分计数器送入一个脉冲，进行分计数，分计数到六十后，对时计数器送入一个秒冲，实现对一天24小时的计数。校时电路分为秒校时、分校时、时校时，分别由开关控制。整个电路的原理框图如图1所示。译码、显示译码、显示译码、
4、显示24进制时计数器24进制时计数器60进制分计数器60进制秒计数器校时校分校秒校时控制校分控制校秒控制晶体振荡器分频器图1 数字电子钟的原理框图3.2、模块电路设计1. 秒脉冲发生器电路秒信号发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量。这里采用555定时产生1HZ脉冲。根据所学知识可知可得到其输出脉冲的频率。滑动变阻器起到了调节作用。如图2所示。图2 秒脉冲发生器2. 24进制时计数器及其显示 时计数器电路由U14和U25两部分组成。当时计数器的个位U25计数为4，U14计数为2时，即R01和R02同时为1时，两片74LS90D清零，从而构成24进制计数。74LS48是
5、BCD7段译码器，其输出是OC们输出且高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。其功能是把输入的8421BCD码ABCD译成七段输出a-g，再由七段数码管显示相应的数字。将时、分、秒计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端，便可进行不同数字显示。在译码器输出与数码管之间串联的R为限流电阻，当数字钟的计数器在CP脉冲的作用下，就将其状态显示成清晰的数字符号。其电路图如图3所示。图3 24进制计数器及其数码显示3. 60进制分、秒计数器及其显示 “秒”、“分”计数器都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器组成，采用两片74LS90D串接起来构成“秒”、“分”计数器。将十进
6、制计数器转换为六进制计数器的电路的连接方法为：将QB、QC分别与两个清零端R01、R02相连接。译码器及显示管的作用同24进制计数器中所介绍的。六十进制计数器的设计如图4所示。图4 60进制计数器及其数码显示4. 校准电路如图5，J1、J3、J2分别为秒、分、时的校准控制开关。初始状态时J2断开，J1、J2闭合，秒脉冲进入到秒计数器中，计数器正常工作。当需要对秒进行校准时，闭合J2，则秒脉冲无法进入到秒计数器中，直到时间为秒计数器显示的时间，再断开J1开关；需要对分进行校准时，断开J3，秒进位无法进入分计数器，秒脉冲进入到分计数器中，则分计数器快速计数，直到分计数器显示的时间为正确的时间，再闭
7、合J3开关。对时校准和对分校准的方法相同。校准电路如图5所示。图5 校准电路5. 整机电路当各部分电路的连接完成后，再将其连接，即得到整机电路图如图6所示。图6 整机电路图四、系统调试与结果 1、 对24进制计数器和60进制计数器进行验证，如图7和图8所示。图7 24进制计数器的验证图8 60 进制计数器的验证2、 对秒脉冲信号发生器进行调试并观察其波形。结果如图9所示。（a）(b)图9（a） 秒信号发生器的调试 (b) 秒信号发生器的波形3、 连接整机电路。4、 通过校准电路将始终控制为00时00分00秒。如图10所示。 断开所有开关，让电子钟开始运行，秒信号分别进入时计数器、分计数器、秒计
8、数器，当其数码显示管显示为00时，立即关闭相对应的开关，即得到00时00分00秒这一时刻。图10 00时00分00秒5、 正常运行电子时钟，取任意时刻显示结果。如图11所示。当校准到00时00分00秒时，断开开关J2，秒信号进入电子钟的秒计数器，开始工作，任意取运行结果如下图11。图11（a） 11时24分41秒图11（b） 23时02分55秒五、主要元器件与设备 主要元器件清单如表1所示。表1 元器件清单元器件数目（个/块）七段共阴极数码显示管LED674LS48D译码器674LS90D集成芯片6与非门6非门2开关3电阻（阻值不同）11电容2555集成芯片1滑动变阻器1Multisim仿真软
9、件 六、课程设计体会与建议6.1、设计体会通过Multisim软件，可以很方便的实现计算机仿真和虚拟实验，与传统的实验方法相比，通过Multisim仿真可，设计与实验可以同步进行，且修改电路容易，连线直观。整个课题的完成需要的工作量很大，在制作24进制计数器和60 进制计数器时，我也尝试了几种芯片，查阅过很多资料。还有这次设计，我基本没有按照课本所给的样本作图，而是根据自己所学知识，独立完成地。在做本次课程设计的时候，1HZ的秒信号发生器调试难度大，开始的时候我用了晶体振荡器分频，这个基本上调试不成功，然后只能改用555定时分频，但是其精确度和稳定度不是很高，所以在调试过程中，必行不是非常稳定
10、，导致输入秒信号（应该比1HZ大）后，电子钟的快慢不能达到绝对精确。另外，我想到了给电子钟安装整时报点，但是试了几次，没有成功，因为时间关系，我也就没有再做下去。 当完成了这个课题的时候，我有一种小小的满足感，但更多的是深思。通过这次设计，我对mulsitim软件的作用及使用方法有了进一步的了解，对数字电路有关知识也有了比较好的巩固，也加深了对一些芯片的了解。更重要的是我明白了我的不足之处：做设计不是简单的事情，必须要有耐心，恒心；大胆创新更是不可缺少的。同时，也给了我学习方面的很多启示：平时，应该好好积累，不只是局限于在课本知识，而且要注重实践，在实践过程中加深对知识的理解，基础知识永远是服
11、务于实践的！ 同时，我要衷心地感谢大学来所有给过我帮助的老师，特别是这次课程设计时悉心指导我的崔智军老师和吕方兴老师！6.2、设计建议我觉得课程设计主要是由学生自己完成，可能有人认为需要老师多给些指导，但是我不希望这些，这样有利于培养学生独立思考，解决问题的能力，我们可以通过查阅资料，动手实践，验证等等来解决问题。还有就是我认为课程设计的时间应该更长些，不局限于专门的实训时间，这样学生的思考余地会更大些，结果可能会更完美些。 七、参考文献1 杨志忠.数字电子技术基础M.高等教育出版社.2010年1月.2 杨志忠.电子技术课程设计M.机械工业出版社.2008年7月.3 毛期俭.数字电路与逻辑设计及应用M.人民邮电出版社.2005年.4 吕思忠.数字电路实验与电子课程设计M.哈尔滨工业大学出版社.2003年.5 周凯.EWB.虚拟电子实验室：multisim7&ultiboard7电子电路设计与应用M.北京：电子工业出版社.2005.6 阎石.数字电子技术基础M.清华大学出版社.2009年2月.单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善 教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。
