数字电子技术课程设计实验报告设计题目：多功能数字钟的设计、仿真 学 院：信息技术学院 姓 名： 学 号： 专业班级：计算机科学与技术系（2）班 指导教师： 设计时间：2023-12-19——2023-12-22 目录一、 设计目的.......................................2二、 设计规定和设计指标.............................2三、 设计内容.......................................2 3.1、数字钟电路工作原理.........................2 3.1.1、总体设计...................................3 3.1.2 、秒信号发生器...............................5 3.1.3 、分信号发生器..............................5 3.1.4、时计时器...................................5 3.1.5、校时电路...................................6 3.1.6、整点报时电路...............................6 3.1.7、闹钟电路...................................8 3.1.8、重要仪器及器件.............................9 3.2仿真结果与分析.............................9 3.2.1、分析................................9 3.2.2、仿真图..............................9 四、实验过程中碰到的问题及解决方法.................10五、总结............................................11六、重要参考文献....................................11一、 设计目的（1） 掌握掌握多功能数字钟的工作原理。
2） 掌握基本逻辑门电路、译码器、数字分派器、数字选择器、数值比较器、触发器、计数器、锁存器、555定期器、的常用的数字电路的综合设计方法3） 熟悉用Proteus软件进行数字电路仿真设计的方法4） 了解用Altuium Designer软件进行PCB设计的方法5） 熟悉复杂数字电路的安装、测试方法、提高实验技能，增强工程实践能力二、 设计规定和设计指标(1)基本功能◆具有“秒”“分”“时”计时和显示功能 小时按24小时计时制◆校时功能，可以对“分”“时”进行调整2)扩展功能◆具有正点报时功能.◆闹钟功能.三、设计内容◆3.1 数字钟电路工作原理 数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路等组成秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用555构成的振荡器加分频器来实现将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”时计数器”采用24进制计数器，可以实现一天24h的累计。
译码显示电路将“时、分、秒”计数器的输出状态经七段显示译码器译码，通过六位LED显示器显示出来整点报时电路是根据计时系统的输出状态产生一个脉冲信号，然后去触发音频发生器实现报时校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整其数字电子钟系统框图⑴如下:数字电子钟系统框图图 1·3.1.1、总体设计 图 23.1.2、秒信号发生器运用555定期器构成的多谐振荡器发生产生1KHZ信号，经1000分频后得到图 33.1.3、分秒计时器分、秒计数器为模60的计数器3.1.4、时计时器时计数器是一个24小时制的计数器，当数字钟运营到23h59min59s时，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲，数字钟应自动显示出00h00min00s3.1.5、校时电路图 4一方面使用数字钟，或当数字钟计时时出现误差时，必须对时间进行校正，通常叫做“校时”，校时是数字钟的基本功能，一般规定能对时和分进行校对对校正电路的规定是在小时校正时不影响分、秒的正常计数，在分校正时不影响秒和时的正常计数3.1.6、整点报时电路仿广播电台整点报时电路设计,每当数字钟计时快到整点时发出响声,四低一高并且以最后一声高音结束的时刻为整点时刻。
Cp/s Q3 Q2 Q1 Q0功能50 0 0 0 051 0 0 0 1发低音52 0 0 1 0停53 0 0 1 1发低音54 01 0 0停55 0 1 0 1发低音56 0 1 10停57 0 1 1 1发低音58 1 0 0 0停59 1 0 0 1发高音00 0 0 0 0停图 5图 63.1.7、闹钟电路图 73.1.8、重要仪器及器件 仪器：计算机 软件：电路仿真软件元器件：七段数码显示管6只，数码集成电路若干，电阻、电容若干，面包板，短导线若干集成电路具体有74LS48、74LS00、74LS90、74LS74、74LS04、3.2、仿真结果与分析 3.2.1、分析：①在仿真软件Proteus中将图所示基本电路绘制出来②分别单击或长按分校时开关S1，时校时开关S2，验证校时电路的功能是否完善③用Proteus软件中的逻辑分析仪观测并记录分频器各自输出信号的波形使用逻辑分析仪时 ，在VSM Logic Analyser窗口中点击Caputure按键，稍等半晌（约20秒）既可以看见信号波形。
④用秒表测量数字钟的仿真计时结果，将测量数据填入表中标称电压+15V (2A)+15V（1A）+15V(1A)-15V(1A)空载实验结果15.1715.3615.18-16.01满载实验结果15.0715.1114.93-14.9图 83.2.2、仿真图图 9四、 实验过程中碰到的问题及解决方法（1） 连接数码显示器时忘掉了表上下标，致使显示器没有反映 解决方法：学会标上下标的方法，进行仿真察看2） 显示开关已切换至时钟显示，操作时钟调校正按钮时，显示器显示数据仍然不改变，分、时电路可以正常进位 解决办法：此时校时开关处在锁定状态，不能校时，切换校时开关即可解决问题3） 定期电路可以正常定期，时钟电路也可以正常计时，但当时钟到达定期时刻时，没有闹钟信号发出，扬声器没有声音，发光二极管不发光，且此时正点报时也不起作用 解决办法：此时闹钟控制开关处在断开状态，把此开关闭合问题即得到解决五、 总结通过这次对数字钟的设计与制作，让我学会了如何使用Protues软件的使用方法，这是一大收获，此外，通过这次实训也让我了解了设计电路的程序，让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全同样，由于，再实际接线中有着各种各样的条件制约着并且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中由于芯片自身的特性而可以成功所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法通过这次学习，让我对各种电路都有了大约的了解，也是我知道学习不一定只是书本知识重要，尚有自己的动手能力也是决定我们成功和失败的重要因素六、 重要参考文献1 、《数字电子技术》 清华大学出版社出版社2、《数字电子技术课程设计指导书》 昆明学院 。