数字电路课程设计——数字钟
数字电路课程设计--数字钟
引言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，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
此次设计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。
1、设计任务与要求设计一个多功能的数字钟。
要求如下：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；5)为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
2、方案的论证与选择数字钟实际上是一个对1HZ频率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一致，故需要在电路时行加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡电路构成数字钟，我这里采用的是555定时器和RC电路构成振荡器的方案。
1) 振荡器电路：一般来说，振荡器的频率越高，计时的精度越高。
在本次课程设计中，采用的是集成定时器555与RC 组成的多谐振荡器，经过调整输出1000HZ 脉冲。
2) 分频器电路：分频器电路将1000HZ 的方波信号经1000次分频后得到1HZ 的方波信号供秒计数器进行计数。
分频器实际上也是计数器。
3) 时间计数器电路：时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制的计数器，时个位和时十位计数器为24进制的计数器。
4) 译码显示电路：译码显示电路将计数器输出的8421BCD 码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供做够的工作电流，采用的是自带译码功能的数码管。
数电课设-数字钟
数字钟一．基本功能1、设计一个数字钟，能够显示当前时间，分别用6个数码管显示小时、分钟、秒钟的时间，秒针的计数频率为1Hz，可由系统脉冲分频得到。
2、在整点进行提示，可通过LED闪烁实现，闪烁频率及花型可自己设计。
3、能够调整小时和分钟的时间，调整的形式为通过按键进行累加。
4、具有闹钟功能，闹钟时间可以任意设定（设定的形式同样为通过按键累加），并且在设定的时间能够进行提示，提示同样可以由LED闪烁实现。
二．扩展功能1、设计模式选择计数器，通过计数器来控制各个功能之间转换。
2、调整当前时间以及闹钟时间，在按键累加的功能不变的基础上，增加一个功能，即当按住累加键超过3秒，时间能够以4Hz的频率累加。
3、用LCD液晶屏来显示当前时间及功能模式。
library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity clock isport(clk: in std_logic; --27M晶振key3,key2,key0: in std_logic:='1'; --时、分、模式按钮，下降沿触发ledg: o ut std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --整点提示ledr: out std_logic_vector(2 downto 0):="000"; --闹铃hex7,hex6,hex5,hex4,hex3,hex2,hex0,hex1: out std_logic_vector(6 downto 0) --数码管显示);end;architecture a of clock issignal x: integer range 1 to 13500000:=1; --记27M的上升沿个数signal clka: std_logic; --1HZsignal temp1,temp2,temp3,temp4,temp5,temp6: std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --时分秒走时signal xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6:std_logic_vector(3 downto 0):="0000"; --数码管显示signal temp0: std_logic_vector(1 downto 0):="00"; --模式显示signal tfen1,tfen2,tshi1,tshi2,nfen1,nfen2,nshi1,nshi2: std_logic_vector(3 downto 0); --调时和闹铃时的分、时的个位和十位signal naoling1,naoling2,naoling3,naoling4: std_logic_vector(3 downto 0); --闹铃调时时的显示begin--分频，产生1HZ的时钟process(clk)beginif clk'event and clk='1' thenx<=x+1;if x=13500000 thenclka<=not clka; --27M每13500000个上升沿clka取反x<=1;end if;end if;end process;--模式选择器，用按键控制，有0、1、2 三种模式process(key0)beginif key0'event and key0='0' thenif temp0="10" then --模式2时，再按键则进入模式0temp0<="00";elsetemp0<=temp0+1;end if;end if;end process;--模式用数码管显示process(temp0)begincase temp0 iswhen "00" => hex0<="1000000";--显示0when "01" => hex0<="1111001";--显示1when "10" => hex0<="0100100";--显示2when others => hex0<="0000000";--显示全亮end case;end process;--模式1时，调时，调节时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="01" thenif key2'event and key2='0' thenif tfen1="1001" then --个位到9，十位加1if tfen2="0101" then --加到59，则归零tfen1<="0000";tfen2<="0000";elsetfen2<=tfen2+1;tfen1<="0000";end if;elsetfen1<=tfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式1时，调时，调节时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="01" thenif key3'event and key3='0' thenif tshi1="1001" then ----个位到9，十位加1tshi1<="0000";tshi2<=tshi2+1;elsif tshi1="0011" and tshi2="0010" then --到23，则归零tshi1<="0000";tshi2<="0000";elsetshi1<=tshi1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的分process(key2,temp0)beginif temp0="10" thenif key2'event and key2='0' thenif nfen1="1001" then ----个位到9，十位加1if nfen2="0101" then --加到59，则归零nfen1<="0000";nfen2<="0000";elsenfen2<=nfen2+1;nfen1<="0000";end if;elsenfen1<=nfen1+1;end if;end if;end if;end process;--模式2时，设定闹铃，设定时钟的时process(key3,temp0)beginif temp0="10" thenif key3'event and key3='0' thenif nshi1="1001" then ----个位到9，十位加1nshi1<="0000";nshi2<=nshi2+1;elsif nshi1="0011" and nshi2="0010" then --到23，则归零nshi1<="0000";nshi2<="0000";elsenshi1<=nshi1+1;end if;end if;end if;end process;--三种模式间的显示及传递process(clka,temp0)beginif temp0="01" then --模式1时，传递调时的时，分temp3<=tfen1;temp4<=tfen2;temp5<=tshi1;temp6<=tshi2;xianshi3<=temp3; --模式1时，显示时，分xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;elsif temp0="10" then --模式2时，传递闹铃的时，分naoling1<=nfen1;naoling2<=nfen2;naoling3<=nshi1;naoling4<=nshi2;xianshi3<=naoling1; --模式2时，显示闹铃的时，分xianshi4<=naoling2;xianshi5<=naoling3;xianshi6<=naoling4;elsifclka'event and clka='1' then --正常走时，即temp0=00if temp1="1001" then --秒的个位到9，十位加1if temp2="0101" then --秒到59，则归零，分的个位加1temp1<="0000";temp2<="0000";temp3<=temp3+1;if temp3="1001" then --分的个位到9，十位加1if temp4="0101" then --分到59，则归零，时的个位加1temp3<="0000";temp4<="0000";temp5<=temp5+1;if temp5="1001" then --时的个位到9，十位加1temp5<="0000";temp6<=temp6+1;elsif temp5="0011" and temp6="0010" then --时到23，则归零temp5<="0000";temp6<="0000";end if;elsetemp3<="0000";temp4<=temp4+1;end if;elsetemp3<=temp3+1;end if;elsetemp1<="0000";temp2<=temp2+1;end if;elsetemp1<=temp1+1;end if;----到设置的闹铃时则ledr(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3=naoling1 and temp4=naoling2 and temp5=naoling3 and temp6=naoling4 thenledr<="111";elseledr<="000";end if;----到整点时时则ledg(0--2)三个灯亮，一分钟后熄灭if temp3="0000" and temp4="0000" thenledg<="111";elseledg<="000";end if;--将走时传递给显示译码xianshi1<=temp1;xianshi2<=temp2;xianshi3<=temp3;xianshi4<=temp4;xianshi5<=temp5;xianshi6<=temp6;end if;end process;----数码管显示译码process(xianshi1,xianshi2,xianshi3,xianshi4,xianshi5,xianshi6) begincase xianshi1 iswhen "0000" => hex2<="1000000";when "0001" => hex2<="1111001";when "0010" => hex2<="0100100";when "0011" => hex2<="0110000";when "0100" => hex2<="0011001";when "0101" => hex2<="0010010";when "0110" => hex2<="0000010";when "0111" => hex2<="1111000";when "1000" => hex2<="0000000";when "1001" => hex2<="0010000";when others => hex2<="1000000";end case;case xianshi2 iswhen "0000" => hex3<="1000000";when "0001" => hex3<="1111001";when "0010" => hex3<="0100100";when "0011" => hex3<="0110000";when "0100" => hex3<="0011001";when "0101" => hex3<="0010010";when others => hex3<="1000000";end case;case xianshi3 iswhen "0000" => hex4<="1000000";when "0001" => hex4<="1111001";when "0010" => hex4<="0100100";when "0011" => hex4<="0110000";when "0100" => hex4<="0011001";when "0101" => hex4<="0010010";when "0110" => hex4<="0000010";when "0111" => hex4<="1111000";when "1000" => hex4<="0000000";when "1001" => hex4<="0010000";when others => hex4<="1000000";end case;case xianshi4 iswhen "0000" => hex5<="1000000";when "0001" => hex5<="1111001";when "0010" => hex5<="0100100";when "0011" => hex5<="0110000";when "0100" => hex5<="0011001";when "0101" => hex5<="0010010";when others => hex5<="1000000";end case;case xianshi5 iswhen "0000" => hex6<="1000000";when "0001" => hex6<="1111001";when "0010" => hex6<="0100100";when "0011" => hex6<="0110000";when "0100" => hex6<="0011001";when "0101" => hex6<="0010010";when "0110" => hex6<="0000010";when "0111" => hex6<="1111000";when "1000" => hex6<="0000000";when "1001" => hex6<="0010000";when others => hex6<="1000000";end case;case xianshi6 iswhen "0000" => hex7<="1000000";when "0001" => hex7<="1111001";when "0010" => hex7<="0100100";when others => hex7<="1000000";end case;hex1<="1111111"; ---关闭hex1数码管end process;end;。
数电课程设计数字钟
数电课程设计数字钟一、课程目标知识目标：1. 理解数字钟的基本原理和组成，掌握数字电路基础知识；2. 学会运用组合逻辑电路设计数字钟的时、分、秒显示部分；3. 掌握数字钟的计时功能，了解其工作过程和调试方法；4. 了解数字钟在实际应用中的优势，如精确度、稳定性等。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并搭建一个简单的数字钟电路；2. 培养动手实践能力，学会使用相关仪器、工具进行电路搭建和调试；3. 提高问题解决能力，能够分析并解决数字钟运行过程中出现的问题；4. 学会团队协作，与他人共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识；2. 培养学生的耐心、细心和责任心，养成良好的学习习惯；3. 引导学生关注科技发展，认识数字技术在实际生活中的应用；4. 培养学生的环保意识，注意电子垃圾的处理和回收。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点：学生已具备一定的数字电路基础知识，具有较强的求知欲和动手欲望。
教学要求：结合课程性质和学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重启发式教学，引导学生主动参与课程设计过程，提高学生的实践能力和创新能力。
通过课程目标的分解，确保学生能够达到预定的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数字钟原理及组成- 了解数字钟的基本工作原理- 掌握数字钟的各个组成部分，如振荡器、分频器、计数器、显示电路等2. 组合逻辑电路设计- 学习组合逻辑电路的设计方法- 应用组合逻辑电路设计数字钟的时、分、秒显示部分3. 数字电路基础知识- 复习数字电路基础知识，如逻辑门、触发器、计数器等- 了解不同类型数字电路的特点和应用4. 数字钟电路搭建与调试- 学习数字钟电路的搭建方法- 掌握数字钟电路的调试技巧，分析并解决常见问题5. 教学内容安排与进度- 第一周：数字钟原理及组成，数字电路基础知识复习- 第二周：组合逻辑电路设计，数字钟显示部分设计- 第三周：数字钟电路搭建，初步调试- 第四周：数字钟电路调试，优化与改进6. 教材章节及内容列举- 教材第三章：数字电路基础- 教材第四章：组合逻辑电路- 教材第五章：时序逻辑电路- 教材第六章：数字钟设计与实践教学内容科学、系统，注重理论与实践相结合，以学生动手实践为主，充分调动学生的积极性，培养实际操作能力。
数电课设--数字钟的设计
数电课设--数字钟的设计摘要：该设计主要是设计一种基于数字电路实现的数字钟，用于显示当前时间，同时设计一个简单的时间调整系统来实现对数字钟的时间调整。
本设计实现了数字钟的时间显示、时间调整等功能，具有简单、实用等优点。
关键词：数字钟、计数器、时间调整系统一、引言数字钟是一种时钟显示设备，它可以在显示面板上显示当前时间，数字钟的普及改变了人们观念上的关于时间知识的变革。
本课设就是要通过设计一个数字钟，来综合应用我们所学的数字电路知识，通过数字电路的设计实现时间的显示及调整。
二、数字钟的设计原理数字钟的设计离不开计数器和定时器，计数器的作用是进行计数操作，进而对时间进行处理，定时器的作用是用来控制计数器的计数和复位，使其能够按照固定的时间序列不断进行计数。
数字钟的显示部分采用数码显示管显示当前时间，数码显示管显示的时间单位有小时、分钟和秒。
三、数字钟的设计方案数字钟的设计方案可以分为两部分，一部分是计数器及定时器的设计，另一部分是时间调整系统的设计。
下面分别进行介绍。
（一）计数器及定时器的设计计数器采用7474型D触发器进行设计，二进制计数器采用模8计数模式，带有异步复位功能。
其中，D触发器的Vcc接+5V电源，GND接地，CLK接定时器的输出，D接Q的输出，Q接下一级触发器D端。
计数器采用8253/8254型定时器，应该根据标准时钟的频率和预置值计算计数器的频率和复位时间。
时间调整功能通常是通过8255接口芯片实现。
（二）时间调整系统的设计时间调整系统通过单片机实现，主要实现以下功能：上下键切换修改时间单位、按键快速调整修改时间数字、按键高频稳定范围设置、判断闹钟是否开启、日历选择等。
四、数字钟的实现数字钟的实现可以参考实验教材进行，实现前需要明确以下几点：1. 根据实际需求确定数字钟的参数：例如显示的时间格式，以及是否需要设置闹钟等。
2. 设计好数字钟的原理图，并选择适合的元件进行接线。
3. 进行电路调试和测试，对电路进行稳定性测试等。
数字电子电路课程设计报告——数字钟
数字电子电路课程设计任务书一．设计分组：测控技术与仪器专业081、082班，制作每两人一组。
二．时间安排：1周，进度要求如下课程设计起止日期：2011年2月21 日—2月25日三、课程设计任务（即要求）：课程设计题目：数字钟的设计与制作（一）设计指标：1．显示时、分、秒。
采用24小时制。
2．制作、调试出一个具有直流电源、简易信号源及用来计“时”“分”“秒”的数字钟系统。
并按照“秒”、“分”进位和“时”循环进位是否正常给予不同记分。
3.具有校时功能，可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停止分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
（二）具体要求：1．设计方案的论证和选择（1）、方案提出*查阅资料确定数字钟的电路框图。
* 提出两种以上数字钟的电路设计方案。
（2）、方案选择和论证* 考虑方案的可行性、可靠性等实际问题，选择出较为合理的方案。
* 确定设计方案后，用Protel（或Multisim）软件绘出电原理图，并对各单元电路的工作原理进行分析。
2．制作、调试数字钟实物；要求焊接、调试出一个具有“时”“分”“秒”计时功能的数字钟系统。
3．按设计任务书的要求的格式，撰写或打印课程设计报告书。
4．设计总结和答辩。
（三）实验仪器、工具：1．共阳（共阴）七段数码管/计数器/译码驱动集成电路。
2．导线/电阻/电容/石英晶体/变压器等。
3．示波器、万用表。
四．设计报告要求：格式要求：（见附录）内容要求：1. 画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。
2. 画出各功能模块的电路图，加以原理说明（如10进制到6进制转换的原理，个位到十位的进位信号选择和变换等）。
3.描述设计制作的数字钟及其运行结果。
说明测试中出现的故障及其排除方法。
4.总结：设计过程中遇到的问题及解决办法；课程设计中的心得体会；对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。
5.附录1：画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法，但集成块的引脚须按实际位置画，并注明名称。
数字钟PPT课件
实验中A、B、C、D
悬空，P、L、T可悬
L
空，但最好接高电平。
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18
分别连接10进制和6进制计数器
计数器输出连显示译码电路。
首先用手动的方法，向CP端送入计数脉冲，检 查功能是否正确。
手动检查无误后，再用实验箱上的CP方波作为 输入脉冲。
用示波器观察并记录计数器的CP端和QD、QC、 QB、QA端的波形，对计数器进行动态测试。
Q1 MR1 Q2 MR2 Q3 CLK 0 CLK 1
MS1 MS2 Q0
Q1 MR1 Q2 MR2 Q3 CLK 0 CLK 1
CLK 1
CLK 0
MR1 Q2 MR2 Q3
Q1
MS1 MS2 Q0
CLK 1
1
6 7 2 3 14
e
c
10 d4
2 d
3 cm
d
e4 c4
e
91 5 f 4
4 c
f 14 g4
5 h
g
d
c
e
g
b
f
a
10 g4
g
f4
9
f
cm 8
a4
a
7 b4
6
b
L1 LED8
IC8 74LS 48
IC4 74LS 90
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74LS48构成的1000进制计数、译码显示电路
6
M S1 M S2 Q 0
12
0.1µF
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27
CP H QDQB
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28
6
M S1 M S2 Q 0
12
7
Q1 9
数字电路课程设计—数字电子钟(常用版)
数字电路课程设计—数字电子钟（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）数字电路课程设计—数字电子钟课题任务：1.由晶振电路产生１HZ标准秒信号2.秒、分为六十进制计数器。
3.时为二十四进制计数器。
4.准确计时，以数字形式显示时、分、秒。
5.具有整点报时功能，整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音(1000HZ)。
参考器件：CD4060、74LS161、74LS248J、晶振、开关、喇叭、阻容元件及门电路等。
设计要求：２、进行总体方案设计与论证，画框图；３、进行单元电路的设计；４、元器件选择与参数计算；５、用四号图纸绘制原理图；６、撰写设计说明书，字数不得少于2500字；参考文献。
数字电路的课程设计，那学期开学我就一直期待了，我喜欢电子制作，更何况这与学习牵上了，就像小时候等待放假过年一样，终于等到了它的到来。
我欣喜若狂，打算两周之内要把实物做出来。
第一周开始找资料设计电路图，74LS161为常用的4位同步二进制加计数器，并且还具有并行数据的同步预置功能。
多个74LS161可以实现无限进制计数,由74LS161组成的60进制及24进制制作的数字电子钟必须另加数码管译码器。
由于我以前用过CD40110这块芯片，所以很快就想到了它，40110是十进制加减计数/译码/锁存/驱动集成一体的CMOS 芯片，输出电流驱动能力大，可以直接接数码管显示。
两者比较，同样的功能74LS161使用的芯片就多于40110。
CD40110逻辑功能如下：第一周里，我把自己设计的电路经过一些单元模块的调试，都成功了，马上购买元件，不得不用了快递，元件邮递过来的期间开始画PCB板，并制作电路板，元件到时就可以安装了。
装好后电路存在许多问题，我两天两夜没有睡觉，就呆在实验室调试，就剩2天了，一些小问题仍没有解决，但必须得开始写论文了。
我又到图书馆查找芯片的具体资料，论文根据自己的制作一个一个字往上打的，总共附有20张图片和框图，都是自己画的。
数字电路课程设计：数字钟
课程设计报告书班级：课程名称：学号：姓名：指导教师：题目：数字钟设计摘要设计简述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，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用数字电子钟，从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
此次设计数字电子钟是为了了解数字电子钟的原理，从而学会制作数字电子钟。
而且通过数字电子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。
且由于数字电子钟电路包括组合逻辑电路和时序电路。
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。
数字电子钟有下几部分组成：石英晶体振荡器、分频器、秒脉冲发生器、校正电路、60进制的秒、分计时器和24进制计时计数器以及秒、分、时的译码显示部分等。
振荡电路：主要用来产生时间标准信号，因为时钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及稳定度，所以采用石英晶体振荡器。
分频器：因为振荡器产生的标准信号频率很高，要是要得到“秒”信号，需一定级数的分频器进行分频。
计数器：有了“秒”信号，则可以设定“时”、“分”、“秒”、“星期”的计数器，分别为60进制，60进制,24进制和7进制计数器，并输出进位信号。
译码显示：将“时”“分”“秒”显示出来。
将计数器输入状态，输入到译码器，产生驱动数码显示器信号，呈现出对应的进位数字字型。
另外，计时过程要具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器1秒响1秒停地响5次。
关键词数字钟振荡计数报时目录一实验目的 (3)二设计分析 (3)三实验内容 (3)1数字电子钟的组成和工作原理 (3)1.1数字钟的构成 (3)1.2原理分析 (3)1.3数字点钟的基本逻辑功能框图 (3)2．数字钟的电路设计 (4)2.1 秒信号发生器的设计 (4)2.1.1 555构成的多谐振荡器 (4)2.2时间计数电路的设计 (4)2.2.1 “分秒”六十进制计数器 (4)2.2.2 二十四进制计数器 (4)2.2.3 “星期”七进制计数器 (5)2.3正点报时电路的设计 (6)四电路的调试过程 (6)五总结 (6)附录 (7)一实验目的（1）掌握BCD码十进制、六十进制、二十四进制计数器的设计方法。
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—四川工业科技学院电子信息工程学院课程设计专业名称: 电子信息工程课程名称：数字电路课程设计\课题名称：自动节能灯设计设计人员：蔡志荷指导教师：廖俊东2018年1月10日'《模拟电子技术课程设计》任务书一、课题名称：数字钟的设计二、技术指标：（1）掌握数字钟的设计、组装和调试方法。
（2）熟练使用proteus仿真软件。
（3）熟悉各元件的作用以及注意事项。
三、要求：（1）设画出总体设计框图，以说明数字钟由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系。
（2）设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。
（3）选择合适的元器件，设计、选择合适的输入信号和输出方式，确保电路正确性。
指导教师：廖俊东学生：蔡志荷电子信息工程学院2018 年 1 月 10 日课程设计报告书评阅页课题名称：数字钟的设计班级：15级电子信息工程4班姓名：蔡志荷2018 年 1 月 10 日指导教师评语：考核成绩：指导教师签名：20 年月目录摘要 .......................................................错误!未定义书签。
第1章设计任务与要求........................................错误!未定义书签。
设计指标数字钟简介......................................错误!未定义书签。
具体要求................................................错误!未定义书签。
设计要求................................................错误!未定义书签。
第2章元件清单及主要器件介绍................................错误!未定义书签。
元件清单................................................错误!未定义书签。
主要器件介绍............................................错误!未定义书签。
74LS90计数.........................................错误!未定义书签。
74LS47 ..............................................错误!未定义书签。
七段数码显示器......................................错误!未定义书签。
第3章设计原理与电路........................................错误!未定义书签。
计时电路................................................错误!未定义书签。
计秒、计分电路......................................错误!未定义书签。
计时电路...........................................错误!未定义书签。
校时电路................................................错误!未定义书签。
报时锁存信号........................................错误!未定义书签。
报时................................................错误!未定义书签。
第4章仿真结果及误差分析....................................错误!未定义书签。
实验结果................................................错误!未定义书签。
实时分析................................................错误!未定义书签。
第5章设计总结..............................................错误!未定义书签。
参考文献......................................................错误!未定义书签。
摘要本次课程设计的主题是数字电子钟。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器、整点报时电路组成。
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，这里用多谐振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，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进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。
整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发蜂鸣器实现报时。
数字电子时钟优先编码电路、译码电路将输入的信号在显示器上输出；用控制电路和调节开关对LED显示的时间进行调节，以上两部分组成主体电路。
通过译码电路将秒脉冲产生的信号在报警电路上实现整点报时功能等，构成扩展电路。
本次设计由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED七段显示数码管设计了数字时钟电路，可以实现：计时、显示，时、分校时，整点报时等功能。
关键词：数字时钟，振荡器，计数器，报时电路第1章设计任务与要求设计指标数字钟简介数字钟电路是一款经典的数字逻辑电路，它可以是一个简单的秒钟，也可以只计分和时，还可以计秒、分、时，分别为12进制或24进制，外加校时和整点报时电路。
数字钟已成为人们日常生活中必不可少的生活日用品。
广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点。
因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。
多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点，电路装置十分小巧,安装使用也方便而受广大消费的喜爱。
具体要求1、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；2、进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；3、提高电路布局，布线及检查和排除故障的能力。
设计要求1、设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。
2、用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装、调试3、画出框图和逻辑电路图、写出设计、实验总结报告。
4、整点报时。
在59分51秒时输出信号，音频持续10秒，在结束时刻为整点。
第2章元件清单及主要器件介绍元件清单1、74LS90（6个）2、74LS47（6个）3、74LS00（6个）4、74LS20（6个）5、74LS04（6个）6、共阳七段数码显示器（6个）7、蜂鸣器（1个）8、快关若干，电阻若干主要器件介绍74LS90计数本题目核心器件是计数器，常用的有同步十进制计数器74HC160以及异步二、五、十进制计数器74LS90.这里选用的是74LS90芯片。
74LS90的引脚图如图2-1表示。
图2-174LS90内部是由两部分电路组成的。
一部分是由时钟CKA与一位触发器Q0组成的二进制计数器，可记一位二进制数；另外一部分是由时钟CKB与三个触发器Q1、Q2、Q3组成的五进制异步计数器，可记五个数000~111.如果把Q0和CKB 连接起来，CKB从Q0取信号，外部时钟信号接到CKA上，那么由时钟CKA和Q0、Q1、Q2、Q3组成十进制计数器。
R0(1)和R0(2)是异步清零端，两个同时为高电平有效；R9(1)和R9(2)是置9端，两个同时为高电平时，Q3Q2Q1Q0=1001,；正常计数时，必须保证R0(1)和R0(2)中至少一个接低电平，R9(1)和R9(2)中至少一个接低电平。
74LS90的功能表如表2-1所示。
表2-174LS4774LS47的引脚图如图2-3表示。
图2-3译码为编码的逆过程。
它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。
实现译码的逻辑电路成为译码器。
译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。
74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用。
表2-2列出了74LS47的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。
表2-2H=高电平，L=低电平，×=不定74LS47译码器原理如图2-4.图2-474LS47是BCD-7段数码管译码器/驱动器， 74LS47的功能用于将BCD码转化成数码块中的数字,通过它解码，可以直接把数字转换为数码管的显示数字，从而简化了程序，节约了单片机的IO开销。
因此是一个非常好的芯片！但是由于目前从节约成本的角度考虑，此类芯片已较少用，大部份情况下都是用动态扫描数码管的形式来实现数码管显示。
七段数码显示器共阳极七段数码管引脚图如图2-5表示。
图2-5LED数码管中的发光二极管共有两种连接方法：1、共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。
使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。
实验中使用的LED显示器为共阴极接法。
2、共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。
使用时公共阳极接＋5V。
这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮，而输入高电平的则不点亮。
注：课设中使用的是共阳极数码管。
第3章设计原理与电路计时电路计时电路共分三部分：计秒、计分、计时。
其中计秒和记分都是60进制，而计时为24进制。
难点在于三者之间进位信号的实现。
计秒、计分电路1、个位向十位的进位实现。
用两片74LS90异步计数器接成一个一步的60进制计数器。
所谓异步60进制计数器，即两片74LS90的时钟不一致。
各位时钟为1Hz方波来计秒，十位计数器的时钟信号需要从个位计数器来提供。
进位信号的要求是在十个秒脉冲中只产生一个下降沿，且与第十秒的下降沿对齐。
只能从个位计数器的输出端来提供，不可能从其输入端来找。
而计数器的输出端只有Q0、Q1、Q2、Q3四个信号，要么是其中一个，要么是它们之间的逻辑运算结果。
把个位的四个输出波形画出来，如图3-1所示。