数电课程设计 数字电子钟
数字逻辑电路设计课程设计之数字电子钟
课程名称：数字电路逻辑设计课程设计设计项目：数字电子钟学生姓名：同组人：高爽一．设计目的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；4.培养书写综合实验报告的能力。
二 . 设计要求1.设计一个具有时、分、秒显示的电子钟（23小时59分59秒）；2.应该具有手动校时校分的功能；3.应该具有整点报时功能：从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次；4.使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；5.画出框图和逻辑电路图，写出设计、实验总结报告。
三 . 设计原理1.数字电子钟基本原理数字电子钟的逻辑框图如下图所示。
它由555集成芯片构成的振荡电路、分频器、计数器、显示器和校时电路组成。
555集成芯片构成的振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。
2.数字电子钟单元电路设计时钟脉冲已经由实验箱提供,实验箱提供的是秒脉冲；显示电路已经由实验箱提供。
(1)计数器电路A．秒个位计数器，分个位计数器，时个位计数器均是十进制计数器；B．秒十位计数器，分十位计数器均是六进制计数器；C．时十位计数器为二进制计数器因此，选择74LS90可以实现二-五-十进制异步计数器芯片实现上述计数功能。
时位计数器分位计数器秒位计数器(2)手动校时电路当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。
校时电路实现对“时”“分”“秒”的校准。
在电路中设有正常计时和校对位置。
本实验实现“时”“分”的校对。
对校时的要求是：在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分钟校正时不影响秒和小时的正常计数。
手动校时电路图(3)整点报时电路整点报时功能：即从59分51秒起(含59分51秒)，每隔2秒发出一次蜂鸣，连续5次。
数字电子钟的课程设计
数字电子钟的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字电子时钟的基本原理，掌握计时器的基础知识。
2. 学生能描述数字电子时钟的组成部分，包括时钟电路、计数器、显示装置等。
3. 学生能解释数字电子时钟中二进制数与十进制数之间的转换关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电子时钟电路。
2. 学生能够通过实验操作，完成数字电子时钟的组装和调试。
3. 学生能够利用计数器等电子元件解决实际问题，培养动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习中，培养对电子技术的兴趣，激发创新精神。
2. 学生通过实践操作，体会团队合作的重要性，增强沟通与协作能力。
3. 学生能够认识到科技发展对社会生活的积极影响，提高社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标注重理论与实践相结合，以培养学生的动手操作能力和创新能力为核心。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生能够掌握数字电子时钟的基本原理和组装技巧，提高解决实际问题的能力。
同时，注重培养学生对科技的兴趣和情感态度，为学生的全面发展奠定基础。
二、教学内容1. 数字电子时钟的基本原理- 时钟电路的工作原理- 计数器的作用与分类- 显示装置的原理与种类2. 数字电子时钟的组成与功能- 时钟芯片：时钟振荡器、分频器等- 计数器：二进制计数器、十进制计数器等- 显示装置：LED数码管、LCD液晶显示屏等3. 数字电子时钟的制作与调试- 电路图的绘制与解读- 元器件的选择与安装- 电路的调试与故障排除4. 二进制与十进制数的转换- 二进制数与十进制数的对应关系- 转换方法：除2取余法、位权展开法等5. 实践操作与团队协作- 分组合作，设计并组装数字电子时钟- 交流展示，分享制作过程中的经验与问题- 评价与反馈，提高制作质量与团队协作能力教学内容依据课程目标制定，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，按照以下进度安排：第一课时：数字电子时钟的基本原理第二课时：数字电子时钟的组成与功能第三课时：二进制与十进制数的转换第四课时：数字电子时钟的制作与调试（实践操作）第五课时：实践操作与团队协作（交流展示、评价与反馈）教学内容与课本紧密关联，确保学生能够掌握课程知识，培养实际操作能力。
数电电子钟课程设计
数电电子钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，特别是时序逻辑电路的原理和应用；2. 能够理解电子时钟的组成和工作原理，掌握电子时钟的设计方法；3. 学会使用常见数字电路元器件，如晶体振荡器、计数器、显示器件等，并能进行正确连接。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行实际电子电路设计的能力，具备分析和解决实际问题的技能；2. 通过课程实践，提高学生动手操作能力，能够正确使用相关仪器和工具进行电子电路搭建；3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就设计过程中遇到的问题进行有效讨论和解决方案的提出。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子科学的兴趣，培养积极探索、勇于创新的精神；2. 增强学生的环保意识，养成节约能源、爱护电子元器件的好习惯；3. 培养学生面对挫折和困难时，保持积极乐观的心态，勇于克服和解决问题。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过电子时钟的设计与制作，让学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：学生具备一定的数字电路基础，对电子制作有较高的兴趣，但动手能力和实际问题解决能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们通过团队协作完成课程任务。
在教学过程中，关注学生个体差异，鼓励他们提出问题、解决问题，提高自主学习能力。
最终实现对课程目标的分解和达成。
二、教学内容本课程依据以下教材章节组织教学内容：1. 《数字电路》第四章：时序逻辑电路原理及其应用；2. 《电子技术》第三章：数字电路元器件及其特性；3. 《电子制作实践》第五章：电子时钟的设计与制作。
教学内容安排如下：1. 数字电路基础知识回顾，重点复习时序逻辑电路的原理和功能；2. 介绍电子时钟的组成，包括时钟振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器件等；3. 讲解晶体振荡器的原理和选型，分析不同类型计数器的特点和应用；4. 实践操作部分，指导学生进行电子时钟的电路设计、元器件选型、电路搭建及调试；5. 依据课程进度，安排以下教学实践活动：a. 2学时：晶体振荡器实验，熟悉振荡器的工作原理和调试方法；b. 2学时：计数器实验，掌握不同类型计数器的连接和使用；c. 4学时：电子时钟设计与制作，分组进行电路设计、搭建、调试及展示。
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-数字电子钟PPT课件
3 设计方案的选择与论证
数字电子钟系统框图如下:
图3.1 数 字 电 子 钟 系 统 框 图
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3 设计方案的选择与论证
3.1) 时间脉冲产生电路
振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的 精确度决定了数字钟计时的准确程度。
由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成 电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间 标准信号源。
本实验中采用4040来构成分频电路。CD4040计数 为最高为12级2进制计数器，可以将32767HZ的信 号先分频为8HZ，再分为1HZ的信号。如图4.1所示 ，可以直接实现振荡和分频的功能。
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4 电路设计计算与分析
4.2) 时、分、秒计数器
数字钟的计数电路用两个六十进制计数电路和24进 制计数电路实现的。
数字电子钟设计目的数字电子钟设计目的设计任务和要求设计任务和要求设计方案的选择与论证设计方案的选择与论证电路设计计算与分析电路设计计算与分析元器件明细表元器件明细表11掌握数字钟的设计掌握数字钟的设计22熟悉集成电路的使用方法熟悉集成电路的使用方法11显示显示时时分分秒22可以可以2424小时制或小时制或1212小时制小时制
本设计校时电路是将各个位上的使能端引出接一个 单刀双掷开关，一端（1端）接低位的进位信号，另 一端（2端）接校时电路。校正某位上的时间时，可 以将相应位的开关接到2端，通过拨动校时电路就能 实现校时功能。
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3 设计方案的选择与论证
3.5) 整点报时电路
一般时钟都应具备整点报时电路功能，即在时间出 现整点前数秒内，数字钟会自动报时，以示提醒。
J2是时校正开关。不校正时，J2开关是连接上面的 ，即连接正常计数。当校正时位时，首先截断正常的 计数通路，然后再进行人工出触发计数加到需要校正 的计数单元的输入端，校正好后，再转入正常计时状 态即可。
数电课程设计电子钟
数电课程设计电子钟一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字电路基础知识，理解电子钟的工作原理。
2. 使学生了解并掌握电子钟各组成部分的功能及相互关系。
3. 培养学生运用数字电路知识分析、设计简单电子系统的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并搭建电子钟的能力。
2. 培养学生运用电子仪器、设备进行测试、调试和故障排查的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术产生兴趣，激发学生学习积极性。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯。
3. 培养学生具备创新意识和实践能力，增强学生对我国电子科技发展的自豪感。
课程性质分析：本课程属于电子技术课程，通过设计电子钟，使学生将所学数字电路知识应用于实际项目中，提高学生的实践能力。
学生特点分析：学生具备一定的数字电路基础知识，具有较强的动手能力和探究欲望，对实际应用场景感兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
通过课程目标分解，实现对学生知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾：逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
2. 电子钟工作原理：振荡器、分频器、计数器、显示电路等。
3. 电子钟各组成部分功能及相互关系：晶振、分频器、秒、分、时计数器、显示驱动等。
4. 电子钟设计流程：需求分析、电路设计、仿真测试、硬件搭建、调试优化等。
5. 教学大纲：（1）第一周：回顾数字电路基础知识，介绍电子钟工作原理及各部分功能。
（2）第二周：分析电子钟各组成部分的相互关系，讲解设计流程。
（3）第三周：分组讨论，确定设计方案，进行电路设计和仿真测试。
（4）第四周：硬件搭建，进行调试和优化，确保电子钟正常工作。
6. 教材章节及内容：（1）第四章：数字电路基础，涉及逻辑门、组合逻辑电路等。
（2）第五章：时序逻辑电路，涉及计数器、寄存器等。
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。
电子数字时钟课程设计报告（数电）
电子数字时钟课程设计报告（数电）第一篇：电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.设计目的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。
因此，我们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。
1.1设计指标1.时间以12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； 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
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24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。
数字电子钟课程设计
数字电子钟 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字电子钟的基本原理，掌握其组成结构，包括时钟芯片、数字显示管等；2. 学生能掌握数字电子时钟的电路连接方式，了解各部分功能及相互关系；3. 学生能运用所学知识分析并解决数字电子钟在实际应用中出现的问题。
技能目标：1. 学生能运用所学知识设计简单的数字电子钟电路，具备实际操作能力；2. 学生能通过查阅资料、合作交流等方式，提高自主学习能力和团队协作能力；3. 学生能运用数字电子钟的设计原理，进行创新设计，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，树立学习信心，培养勇于探索、积极进取的精神；2. 学生认识到数字电子钟在生活中的广泛应用，了解科技发展对人类生活的影响，增强社会责任感；3. 学生在设计和制作过程中，培养耐心、细致的工作态度，提高审美观念。
本课程针对初中年级学生，结合电子技术学科特点，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，关注学生个体差异，充分调动学生的主观能动性，培养其创新思维和实际操作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高综合素养。
二、教学内容1. 数字电子钟原理及组成- 时钟芯片工作原理- 数字显示管工作原理- 数字电子钟的组成结构及功能2. 数字电子钟电路设计- 电路连接方法- 各组成部分的选型与参数- 电路图的绘制与解读3. 数字电子钟编程与调试- 基本编程知识- 编程控制数字显示- 电路调试与故障排查4. 数字电子钟的创新设计- 创新设计理念与方法- 功能拓展与优化- 设计实例分析教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，按照以下进度安排：第一课时：数字电子钟原理及组成第二课时：数字电子钟电路设计第三课时：数字电子钟编程与调试第四课时：数字电子钟的创新设计在教学过程中，注重理论与实践相结合，引导学生通过观察、实践、思考，掌握数字电子钟的设计与应用。
同时，鼓励学生进行创新设计，提高其解决问题的能力和创新思维。
数字电子钟课程设计
一、教学内容
本节“数字电子钟课程设计”依据《电子技术》教材第九章“数字电路应用”的内容进行设计。主要内容包括：
1.数字电子钟的原理与设计：介绍数字电子钟的基本工作原理，引导学生了解时钟信号的产生、分频电路、计数器、显示电路等组成部分。
2. 555定时器应用：讲解555定时器在数字电子钟中的作用，如如何产生稳定的时钟信号。
21.信息技术应用：教授学生如何利用现代信息技术，如互联网资源、在线仿真工具等，来辅助学习和解决实际问题，提高学生的信息素养。
22.教学反馈收集：在课程结束后，收集学生对课程内容、教学方式、实践环节等方面的反馈，以利于教师不断优化教学方法和提升教学质量。
6.实际制作与测试：引导学生动手制作数字电子钟，并进行功能测试与优化。
2、教学பைடு நூலகம்容
7.电路优化与改进：探讨如何优化电子钟电路设计，包括降低功耗、提高显示清晰度、增强电路稳定性等方面。
8.故障分析与排除：分析数字电子钟可能出现的常见故障，如显示错误、计时不准确等，并教授相应的排查与解决方法。
9.创新设计：鼓励学生对电子钟进行创新设计，如增加闹钟功能、温度显示、定时开关等，提升学生的创新能力和实践能力。
13.成果展示与评价：组织学生进行成果展示，相互评价，培养学生表达能力和批判性思维，同时教师给予总结性评价和反馈。
14.知识拓展：介绍数字电子钟在生活中的应用，以及电子时钟的最新技术发展，激发学生对电子技术领域的兴趣和探索欲。
4、教学内容
15.实践技能培养：通过实际操作，加强学生对电子元器件的识别与使用、焊接技术、电路布局与布线等实践技能的掌握。
10.课程总结：对本章内容进行回顾，强调数字电子钟各部分电路的联系与作用，巩固学生的理论知识，提升实际操作技能。
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数字电子技术课程设计数字电子钟指导老师：小组成员：目录摘要 (3)第一节系统概述 (4)第二节单元电路设计与分析 (6)第三节电路的总体设计与调试 (11)第四节设计总结 (13)附录部分芯片功能参数表 (14)参考文献 (17)摘要数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。
一个基本的数字钟电路主要由秒信号发生器、“时、分、秒、”计数器、译码器及显示器组成。
由于采用纯数字硬件设计制作，与传统的机械表相比，它具有走时准，显示直观，无机械传动装置等特点。
本设计中的数字时钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”的显示和调整。
通过采用各种集成数字芯片搭建电路来实现相应的功能。
具体用到了555震荡器，74LS90及与非，异或等门集成芯片等。
该电路具有计时的功能。
在对整个模块进行分析和画出总体电路图后，对各模块进行仿真并记录仿真所观察到的结果。
实验证明该设计电路基本上能够符合设计要求！关键词振荡器、计数器、译码显示器、Multisim第一节系统概述数字电子钟是由多块数字集成电路构成的，其中有振荡器，分频器，校时电路，计数器，译码器和显示器六部分组成。
振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，不同进制的计数器产生计数，译码器和显示器进行显示，通过校时电路实现对时，分的校准。
1.1实验目的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；4).培养书写综合实验报告的能力。
1.2 主要内容熟悉Multisim10.0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Multisim10.0仿真实现数字时钟的功能。
1.3 系统设计思路与总体方案数字时钟基本原理的逻辑框图如下所示：系统方框图1由上图可以看出，振荡器产生的信号经过分频器作为产生秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果经过“时”、“分”、“秒”，译码器，显示器显示时间。
其中振荡器和分频器组成标准秒脉冲信号发生器，由不同进制的计数器，译码器和显示电路组成计时系统。
秒信号送入计数器进行计数，把累计的结果以“时”，“分”、“秒”的数字显示出来。
“时”显示由二十四进制计数器，译码器，显示器构成；“分”、“秒”显示分别由六十进制的计数器，译码器，显示器构成；校时电路实现对时，分的校准。
第二节单元电路设计与分析由图1的系统图知其由振荡器、分频器、计数器、译码器、校正电路组成。
2.1振荡器2.1.1秒发生电路---振荡器是计时器的核心，振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。
一般来说，振荡器的频率越高，计时精度就越高，但耗电量将越大。
所以，在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。
在本设计中，采用的是精度不高的，由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。
其具体电路如下图2所示；接通电源后，电容C1被充电，vC 上升，当vC上升到大于2/3VCC时，触发器被复位，放电管T导通，此时v0为低电平，电容C1通过R2和T放电，使vC下降。
当vC 下降到小于1/3VCC时，触发器被置位，v翻转为高电平。
电容器C1放电结束,所需的时间为：当C1放电结束时，T截止，VCC 将通过R1、R2向电容器C1充电，vC由1/3VCC上升到2/3VCC所需的时为：当vC 上升到2/3VCC时，触发器又被复位发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为。
本设计中，由电路图和f的公式可以算出，微调R3=60k左右，其输出的频率为f=1000Hz.2 .2 分频器分频器的功能主要有两个：一个是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时用的1000Hz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。
本设计中，由于振荡器产生的信号频率太高，要得到标准的秒信号，就需要对所得的信号进行分频。
这里所采用的分频电路是由3个总规模计数器74LS90来构成的3级1/10分频。
其电路图如下图4所示:图4从图4可以看出，由振荡器的1000Hz高频信号从U1的14端输入，经过3片74LS90的三级1/10分频，就能从U3的11端输出得到标准的秒脉冲信号。
相应的如果输入的是100KHz时，就需要5片进行5级分频，电路图画法和上图4一样，同理依次类推。
2.3计数器由图1的方框图可以清楚的看到，显示“时”、“分”、“秒”需要6片中规模计数器；其中“秒”、“分”各为60进制计数，“时”为24进制计数。
在本设计中均用74LS90来实现：2.3.1 六十进制计数器“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是六十进制，它由一级十进制计数器和一级六进制计数器连接构成，如图5所示，是采用两片中规模集成电路74LS90串接起来构成的“秒”，“分”计数器。
图5由图5可知，U1是十进制计数器，U1的QD作为十进制的进位信号，74LS90N 计数器是十进制异步计数器，用反馈清零法来实现十进制计数，U2和与非门组成六进制计数。
74LS90N是在CP信号的下降沿触发下进行计数，U2的QA和QC 相与0101的下降沿，作为“分（时）”计数器的输入信号。
U2的输出0110高电平1分别送到计数器的R01、R02端清零，74LS90N内部的R01、R02与非后清零而使计数器归零，完成六进制计数。
由此可见，U1和U2串接实现了六十进制计数。
2.3.2 二十进制计数器“时”计数为24进制的，在本设计中24进制的计数电路也是由两个74LS90组成的二十四进制计数电路，如图6所示。
图6由图6看出，当“时”个位U6计数器输入端A（14脚）来到第10触发信号时，U6计数器清零，进位端QD向U4“时”十位计数器输入进位信号，当第24个“时”（来自“分”计数器输出的进位信号脉冲到达时U4计数器的状态位“0100”，U6计数器的状态为“0010”，此时“时”个位计数器的QC,和“时”十位计数器的QB输出都为“1”，相与后为“1”。
把它们分别送入U4和U6计数器的清零端R01和R02，通过74LS90N内部的与非后清零，计数器复零，从而完成二十四进制计数。
2.4较时电路当刚接通电源或计时出现误时，都需要对时间进行校正。
校正电路如下图7所示：图7第三节电路的总体设计与调试由第二节介绍的电路各个部分的子电路构成的各个部分的功能，再由第一节的数字时钟的系统原理框图，可以清楚的知道了总体的电路情况。
下面图8就时本设计的总体电路：由图8可以看出和清楚的整个数字时钟的总体工作原理和整个工作过程：由555和RC构成的振荡器产生的1000Hz的高频信号经过由3片74LS90构成的1/1000分频的分频器后得到标准的秒脉冲信号，进入60进制的“秒”计时，“秒”的分位进入60进制的“分”计时，最后，由分的“时”进位进入24进制的“时”计时。
在电路中，还有由门电路和开关构成的校时电路对电路的“时”，“分”进行校时，得到正确的时间。
图2-图7各个部分功能的电路和图8的总体数字时钟的电路均在电子电路计算机仿真软件Multisim中进行调试和仿真二得到的。
电子技术课程设计图812第四节设计总结通过本次设计，使我对已学过的电路、数电、模电等电子技术的知识有了更深一步的了解，锻炼和培养了自己利用已学知识来分析和解决实际问题的能力。
对自己以后的学习和工作有很大的帮助。
刚开始做这个设计的时候感觉自己什么都不知道怎么下手，脑子里比较浮躁和零乱。
但通过一段时间的努力，通过重温数电，模电等电子技术的书籍，还有通过查看相关的设计技术以及一些参考文献，再加之在老师的指导和周围同学的帮助下，使我对自己的本设计有了熟练的掌握。
在整个的设计过程中我充满了激情和用心。
记得在电子电工实习的时候，也是用满腔的热情来完成各项实习任务，并在每项实习项目中都达到了优秀的成绩。
所以，我相信自己的实际动手能力，并一向的加强自己在这方面的努力。
在这次的电子技术设计中亦是如此，用自己的双手和满腔的热情来完成各个环节，不断的在图书管查看相关资料和期刊文献，特别在Internt上也收收获了很多新鲜的东西。
这次设计更让我熟悉了一些常用集成逻辑电路和其相应芯片的使用。
虽然，在本设计中所用的方案不是最好的，但我想其中的原理是最基本的；虽然其中可能出现的误差会计较大些，但是是最经济的和实用的，我想在下去的一段时间里，我会将其的实物在一个PLC板实现出来，当然也有可能做成一个成型的数字时钟哦.最后，我要衷心的感谢老师给了我一次实践的机会，让我更加深刻地了解和认识到了自己的优点和不足，通过这个课程设计我发现了我好多知识都不熟悉甚至有的东西我根本就不知道，这让我感到了要学习的东西还有很多很多。
因此使我更坚定了在以后的学习中要扎实好基础，阔广知识面。
附录部分芯片功能参数表5.1.1 74LS9074LS90的引脚图如下图10所示图1074LS90的功能表5.1.2 74LS4874LS48的引脚图如下图11所示：74LS48的功能表：5.1.3 555555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。
555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。
它们的结构及工作原理基本相同。
通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS 定时器电源电压范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下。
555的引脚图如下图12：图12555的内部电路和功能：电子技术课程设计参考文献（1）唐治德数字电子技术基础北京：科学出版社 2012 （2）阎石．数字电子技术基础（第四版）. 北京：高等教育出版社,2005.(3)黄智伟.电子电路计算机仿真设计与分析.北京：电子工业出版社,2006.（4）吕思忠施齐云.数字电路实验与课程设计.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社；2001.（5）毛期俭等；数字电路与逻辑设计实验及应用.北京；人民邮电出版社；2005 .。