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1、 东 北 大 学课程设计报告课程设计名称: 数字电子技术课程设计 专题题目： 指导教师： 学生姓名： 学号： 专 业：计算机科学与技术 班级： 设计日期: 2017 年 7 月 3 日 2017 年 7 月 7日 目录 摘要3Abstract3第1章 概述41.1设计思路41.2主要内容4第2章 课程设计任务及要求52.1 设计任务52.2 设计要求5第3章 系统设计63.1 方案论证63.2 系统设计63.2.1 结构框图及说明63.2.2 系统原理图及工作原理73.3单元电路设计83.3.1数字时钟秒脉冲信号的设计83.3.2器件分析83.3.3 计数器设计93.3.4 计时电路设计113
2、.3.5 数字时钟电路设计123.3.6 校时电路123.3.7 整点报时133.3.8 闹钟电路14第4章 仿真调试164.1时钟显示174.1.1 时钟显示完整的00:00:00174.1.2 时钟完整显示01:00:00174.1.3 时钟完整显示23:59:59184.1.4 仿真开关校准“秒”电路184.1.5 仿真开关校准“分”电路194.1.6 仿真开关校准“时”电路194.2 整点报时204.2.1 07:59:5007:59:59报时204.3 闹钟电路214.3.1 7:59:00闹钟设定21第5章 结论22第6章 利用Multisim14.0仿真软件设计体会23参考文献2
3、3第7章 收获、体会和建议24摘要时间对于人们来说总是那么的宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人们忘记当前的时间。于是，20世纪末，,电子技术有了飞快地发展，不仅在通信技术上用数字信号替代模拟信号，数字时钟相比模拟钟能给人一种一目了然的感觉，它不仅可以同时显示时、分和秒，并且可以完成准确的校正。数字时钟具有走时精确，校准方便设计和使用简单的特点。对于Multisim软件进行数字时钟的设计和仿真。首先在Multisim创建好数字时钟的总电路图。然后用该软件中的仿真功能进行仿真。一个数字时钟需要振荡器，计数器，译码器和显示器电路精确时间“小时”“分”“秒”与数字显示，并需要校正电路，使其准确的工作，
4、也可有定时和计时功能。数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。在本文中，multisim14.0的基础上设计的数字钟，由数字集成电路，数码组成。 关键词：数字钟，振荡器，计数器译码，显示，仿真AbstractThe time for people to always so precious，A busy and complex nature of the work is easy to make people forget the current time。So, At the end of the twentieth Century,Electronic technology has bee
5、n rapid development。Not only in communication technology with digital signal instead of analog signal，but also in our daily life,Digital clock compared to analog clock can give people a feeling of stick out a mile，It not only can display hours, minutes and seconds，And it can accomplish accurate corr
6、ection.Digital clock is accurate, convenient and simple in design with calibration.For design and simulation with Multisim software in digital clock .We first created Multisim software digital clock circuit diagram of the total.And then use the softwares simulation features in the simulation .a digi
7、talclocktotheoscillator,a counter,decoder anddisplay circuitaccuratelytimehoursminutessecondswithdigitaldisplay,andtheneedforcorrectioncircuitmakeitsaccuratework,alsocanhavefromtimetotimeandtimekeepingfunction.Digitalclockandtheexpansionofitsapplication,hasveryrealisticsignificance.Inthispaper,theMu
8、ltisim14.0basedonthedesignofthedigitalclock,is composedofadigitalintegratedcircuit,digitaldisplay. Keywords:digitalclock,oscillators,counter,decodingdisplay , simulation第1章 概述数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播。而且与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传
9、动、无需人的经常调整等优点。数字钟的设计涉及到模拟电子与数字电子技术，其中绝大部分是数字部分、逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间的关系、编码器、译码器显示等基本原理。现在主要用各种芯片实现其功能，更加方便和准确。Multisim14.0作为一种高效的设计与仿真平台。其强大的虚拟仪器库和软件仿真功能，为电路设计提供了先进的设计理念和方法。本课题要求设计一个数字电子时钟的控制电路。该电路用于反映电路的时间显示，时钟共有六个显示屏。当电路启动时，以启动时间为初始时间，按正常时间进行计时和报时操作。当需要对时间进行调试的时候需要对时分秒三个部分都进行必要的调时工作。当时间显示为整时（即
10、整点）时需要进行响铃提示操作。1.1 设计思路经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分： 1.由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。2.首先由开关控制电路，进而对时间进行调时调分调秒操作，开关电路包括：非门，异或门，与非门，电阻，直流稳压电源。分别控制输出的接通与断开以便达到控制各芯片工作的目的。 3其次将开关电路输出的信号输入到74LS160芯片分别控制显示时分秒的逐步递增。 4通过级联将74LS160芯片扩展为24进制和十进制的计数器，秒和分之间，分和时之间的进制为60进制。 5.计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时
11、；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。6.校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时7.系统应具有整点报时功能，因此，应有译码电路将整点时间识别出来，同时应有报时电路。8.系统应有定时功能，因此，应有定时输入电路和时间比较电路。9.系统应具有闹钟功能。10. 理论部分用Multisim14软件进行仿真，并且达到设计要求。1.2主要内容熟悉Multisim14.0仿真软件的应用；设计一个具有显示、校时、整点报时和定时功能的数字时钟,.能独立完成整个系统的设计；用Multisim14.0仿真实现数字时钟的功能第2章 课程设计任务及要求2.1 设计任务设计一个数字
12、时钟电路，实现显示时间、调整时间、整点报时、闹铃提醒等功能。2.2 设计要求设计数字时钟需要有六个显示屏来显示时间，根据课程设计中提出的需求，设计出的时钟电路应当满足如下要求：1.启动时钟后，时钟可以进行正常的时间按秒增加；2.时钟可以正常显示信息；3.时钟的进制正常，即秒与分之间，分与时之间均为六十进制，当表示小时的部分为24时全体清零；4.时钟具备整点报时功能，即当显示时间为整点时应当有响铃提示。5.时钟具备闹铃功能，当时间达到预设时间时应当有响铃提示。第3章 系统设计3.1 方案论证根据课程设计中提到的设计要求，结合本学期课程内容及所学，本方案设计了一个“数字电子时钟控制电路”。考虑到“
13、数字电子时钟控制电路”作为数字电子技术课程的基础实践，遂对该设计进行分析后考虑选取片选如下：四位十进制计数器74LS160，二输入与非门74LS00,二输入正与门74LS08，二输入正或门74LS32，非门74LS04，四输入与或门74LS20，74LS85以及电阻、开关、蜂鸣器等。该设计方案主要通过74LS160以及该片选的级联构成所需要的进制计数器并通过各型逻辑门芯片向其他位产生进位信号，构成数字时钟的基本功能，通过74LS85进行比较完成闹铃设定功能。数字时钟电路主要由时、分、秒三部分组成，秒时钟电路主要由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、数码管组成，秒计数周期60s。同样分时钟电路由计
14、数器、译码器、数码管组成，计数周期为60m，与秒时钟电路不同的是脉冲信号由秒时钟电路提供。时时钟电路采用同样的设计，计数周期为24h。3.2 系统设计根据课程设计题目要求，对该电路控制系统进行一系列设计，现说明如下。3.2.1 结构框图及说明图3.2.1 数字电子钟框图说明：数字电子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（例如北京时间）一致，故需要在电路上加上一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定，通常使用555定时器产生脉冲，从而得出数字电子钟的功能结构框图如图3.2.1所示。3.2.2 系统原理图及工作原理图3.2.2.1 数字电子钟执行原理流程图根据各单元电路的设计，将555定时器构成的多谐振荡器、校对电路、六十进制秒、分计数器及二十四进制时计数器、开关控制电路、译码及显示电路、整点报时电路和比较器构成的闹钟电路进行整合调试得到所设计的数字电子钟控制电路的总原理图。图3.2.2.2 课设总电
