数电模电数字时钟设计
数字电子钟设计(电子集成专业类课程设计)
电子线路课程设计——数字时钟的设计与制作一、设计目标1.通过这次课程设计，进一步熟悉和掌握数电和模电知识，掌握multisim仿真软件的使用。
2.学习数字时钟的硬件设计原理，熟练各种电路应用。
3.培养独立分析问题和解决问题的能力和创新思维。
二、设计功能要求（1）时的技术要求为“24翻1”，分和秒的要求为60进制进位（2）准确计时，以数字形式显示时，分，秒的时间（3）具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校对，能校正到标准时间（4）拓展功能：整点报时三、数字钟电路系统工作原理1.数字钟的构成石英晶振为主要部件的振荡器、分频器、计数器、校时电路、数码显示、整点报时电路。
数字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一致，故需要在电路上加一个校时电路。
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器电路构成数字钟。
2.电路设计框图如下由图可见：本数字钟电路主要由振荡器，分频器，校时电路，时分秒计数器，译码显示器及整点报时电路构成。
３、工作原理①振荡电路：由石英振荡器产生的32768HZ高频脉冲信号作为数字钟的时间基准。
石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单，易调整。
用反相器和石英晶体构成振荡电路如下图。
利用两非门Ｇ１和Ｇ２自我反馈，使他们工作在现行状态，然后利用石英晶体ＪＵ来控制震荡频率，同时用电容Ｃ１来作为两个非门之间的耦合。
两个非门输入和输出之间并联的电阻Ｒ１和Ｒ２作为负反馈元件，由于反馈作用很小，可以近似认为非门的输出输入压降相等，电容Ｃ２是为了防止寄生振荡。
电路图如下：仿真图如下：②分频电路：分频器的功能主要有产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需的信号。
（共经过１５级２分频集成电路）我们实验用的是CD4060、74LS74,其中CD4060是14级分频器，将石英晶振的高频变为二分频，74LS74是D触发器，可以用作二分频。
数字电路课程设计电子数字钟+闹铃
数字电路课程设计电子数字钟+闹铃数字电路课程设计院系：专业：电子信息工程姓名：学号：完成日期：2021 数字钟的设计一、系统功能概述、系统实现的功能：1、具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示。
2、具有手动校时、校分、校秒的功能。
3、有定时和闹钟功能，能够在设定的时间发出闹铃声。
4、能进行整点报时。
从59分50秒起，每隔2秒发一次低音“嘟”的信号，连续5次，最后一次为高音“嘀”的信号。
、各项设计指标：1、显示部分采用的6个LED显示器，从高位至低位分别显示时、分、秒。
2、有一个设置调闹钟定时时间、正常时间的按钮，选择调的对象。
3、有三个按钮分别调时、分、秒的时间。
4、有一个按钮用作开启/关闭闹铃。
5、另外需要两个时钟信号来给系统提供脉冲信号，使时钟和闹钟正常工作，分别为1Hz、1kHz的脉冲。
二、系统组成以及系统各部分的设计 1、系统结构描述 //要求：系统结构描述，各个模块的功能描述；系统的顶层文件：1、顶层文件图：2、各模块的解释：、7个输入量clk_1khz、clk_1hz、key_slt、key_alarm、sec_set、min_set、hour_set：其中clk_1khz为闹铃模块提供时钟，处理后能产生“嘟”、“嘀”和变化的闹铃声音；clk_1hz为计时模块提供时钟信号，每秒计数一次；key_slt选择设置对象：定时或正常时间；key_alarm能够开启和关闭闹铃；sec_set、min_set、hour_set用于设置时间或定时，与key_slt 相关联。
各按键输出为脉冲信号。
、CNT60_A_SEC模块：这个模块式将clk_1hz这个时钟信号进行60进制计数，并产生一个分钟的触发信号。
该模块能将当前计数值实时按BCD码的格式输出。
将该输出接到两位LED数码后能时时显示秒的状态。
通过alarm_clk可以选择设置对象为时间还是定时值。
在设置时间模式上，key上的一个输入脉冲可以将clk的输入信号加一。
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。
数电仿真多功能数字钟单元电路设计
数电仿真多功能数字钟单元电路设计
设计多功能数字钟需要考虑多个方面，包括秒脉冲发生器、计数译码显示、校时电路、整点报时电路等。
下面是具体的模块化设计思路:
1. 秒脉冲发生器：通常使用晶体振荡器作为基础，将其整形、
分频获得 1Hz 的秒脉冲。
2. 计数译码显示：秒、分、时、日分别对应 60、60、24、7 进制计数器，译码显示采用 BCD-七段译码器，显示器采用共阴或共阳
的显示器。
3. 校时电路：在刚刚开机接通电源时，由于日、时、分、秒为
任意值，需要进行调整。
设置置开关在手动位置，分别对时、分、秒、日进行单独计数，计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入。
4. 整点报时电路：当时计数器在每次计到整点前六秒时，需要
报时，这可用译码电路来解决。
当分为 59 时，则秒在计数计到 54 时，输出一延时高电平去打开低音与门，使报时声按 500Hz 频率呜叫 5 声，直至秒计数器计到 58 时，结束这高电平脉冲;当秒计数到 59 时，则去驱动高音 1KHz 频率输出。
通过以上模块化设计，可以方便地进行仿真测试，不断调整和完善电路设计，以提高数字钟的精度和实用性。
数电课程设计报告(数字时钟)
课题三、数字电子钟设计一：设计要求：（1）、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。
（2）、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。
（3）、具有快速校准时、分、秒的功能。
二：总体参考方案该系统的工作原理是：振荡器产生的稳定高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“24翻1”规律计数。
计数器输出经译码器送显示器。
计时出现误差时可以用校时电路进行较时、校分、校秒。
三：单元电路设计1. 秒脉冲发生器用555定时器构成秒脉冲发生器如图3.1所示图3.1 555定时器构成的秒脉冲发生器1.1555定时器555的工作原理它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2VCC/3和VCC/3。
C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号为低电平时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于VCC/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
Vco是控制电压端（5脚），当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01微法的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.图3.1.1 555定时器的电路结构及其引脚图3.1.2 555电路的引脚功能2. 秒、分、时计数器秒、分计数器分和秒计数器都是模数M=60的计数器，其计数规律为00---01---…58---59---00…选74LS161作十位及个位计数器，再将它们级联组成模数M=60的计数器.图2.1 秒、分计时器图2.2 74LS161引脚图管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET*SR PE CET CEP工作模式L X X X RESET (Clear)清零H L X X LOAD (Pn Qn)置数H H H H COUNT (Increment)计数H H L X NO CHANGE (Hold)保持（不变）H H X L NO CHANGE (Hold)保持（不变）图2.3 74LS161选择开关方式真值表时计数器时计数器是一个“24翻1”的特殊进制计数器，即当数字钟运行到24时59分59秒，秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时，数字钟应自动显示为01时00分00秒，实现日常生活中的计时规律。
模拟电路数字电子钟设计
课程设计任务书题目：数字电子钟设计初始条件：1.具备电子电路的基础知识和查阅资料和手册的能力2 •熟悉常用电子器件和常规实验仪器及电子设计常用软件3.已掌握电子电路实验的基本方法要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.采用位数码管，显示范围0分00秒—— 23时59分59秒2.提出至少两种设计实现方案，并优选方案进行设计3.有能力的同学可在完成上述要求后提出增强功能的设计方案1）当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能2）电路具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响正好为整点4•撰写符合学校要求的课程设计说明书时间安排：1.7月7日动员大会，下达课程设计任务书2.7月7日T1日查阅资料，选择设计方案，进行设计计算，完成预设计3.7月12日预设计方案经教师审查4.7月12日一17日设计电路的安装和调试并完成课程设计说明书5.7月17日一18日课程设计答辩指导教师签名：2008 年07月07日系主任（或责任教师）签名：2008 年07月07日目录摘要..................................................................... .31设计内容及要求 (4)2方案设计与选择 (4)2.1 设计原理 (4)2.2方案选择 (5)221方案一 (5)222方案二 (7)2.3方案一与方案二的比较........................................................... .73单元电路设计............................................................... •7 3.1秒脉冲产生电路 .................................................................... .. (7)3.2计数电路..................................................................................... . (9)3.3 译码显示电路 .................................................................... . (11)3.4校时电路..................................................................................... . (11)4 制作、调试........................................................ (12)4.1调试过程中发现的问题............................................................ (12)4.2调试电路的方法和技巧............................................................ . (12)4.3调试中的故障原因及排除方法135收获、体会和改进的方法 (13)5.1收获和体会 (14)5.2改进及展望 .................................................................... ............... ..14参考文献...................................................................... ..14附录1 (15)附录2 ................................................................................ .. 15附录3 (16)摘要由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这技术制造出来的越来越先进，数字钟已经被人们普遍使用，虽然数字钟的外形和功能不尽相同，但是用于制造数字钟的原理基本上都是一样的。
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）。
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扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目：数字时钟设计课程：数字电子技术基础专业：电气工程及其自动化班级：电气8888班学号：*********姓名：提莫队长指导教师：年** 蒋**完成日期： 2013年6月14日总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：设计图纸第一部分任务书《数字电子技术基础》课程设计任务书一、课程设计的目的本课程是在学完《数字电子技术基础》、《数字电子技术实验》之后，集中一周时间，进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实践环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.使学生基本掌常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
二、课程设计的要求1.设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；2.必须独立完成设计课题；3.合理选用元器件；4.按时完成设计任务并提交设计报告。
三、课程设计进度安排1、方案设计；(半天)根据设计任务书给定的技术指导和条件，进行调查研究、查阅参考文献，进行反复比较和可行性论证，确定出方案电路，画出主要单元电路，数据通道，输入、输出及重要控制信号概貌的框图。
2、电路设计：(一天)根据方案设计框图，并画出详细的逻辑图3、装配图设计：(半天)根据给定的元器件，结合逻辑图，设计出电路制作的具体装配图(即绘出组件数量，管脚号以及器件布置的实际位置)。
同时配以必要的文字说明。
4、电路制作：(两天)对选定的设计，按装配图进行装配，调试实验。
5、总结鉴定：(一天)考核样机是否全面达到现定的技术指标，能否长期可靠地工作，并写出设计总结报。
四、设计题目及内容1、题目：数字时钟电路2、内容：（1）具有“时”“分”的数字显示时钟；（2）“秒”不作数字显示，只使“时”和“分”之间“：”间隔闪亮；（3）具有校分和校时功能；（4）具有整点报时功能（59分50秒开始间歇报时）。
五、设计要求1、用中小型规模集成电路设计出所要求的电路；2、在实验箱上安装、调试出所设计的电路；3、部分课题要求用可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计实现；4、在EDA编程实验系统上完成硬件系统的功能仿真；5、写出设计、调试、总结报告。
六、器件与器材2、工具导线、镊子、剪刀、打火机等。
七、使用仪器设备1.YDNDI型数字电子综合设计实验系统；2.装有Multisim软件的PC;3.面包板等。
八、参考文献1、“数字电子技术基础”教材；2、有关“电子技术课程设计指导书”；3、“集成电路特性应用手册”；4、EDA技术使用教程；5、其他。
九、设计总结报告主要内容1、任务及要求；2、方案特点；3、各组成部分及工作原理(应结合框图写)；4、单元电路设计与调试；5、总逻辑图；6、总装配图；7、实验仿真结果；8、实验结果分析(画出必要的波形，进行测量精度和误差分析)；9、调试中出现问题的解决；10、改进意见及收获体会等。
第二部分课程设计报告目录1设计任务及要求 (8)2系统总体设计方案 (9)2.1总体设计方案 (9)2.2方案特点 (9)3控制电路设计 (10)3.1控制电路工作原理 (10)3.2参数计算 (10)3.3器件选型 (10)4 振荡电路设计 (11)4.1振荡电路工作原理 (11)4.2参数计算 (11)4.3器件选型 (11)5 计数电路设计 (12)5.1计数电路工作原理 (12)5.2参数计算 (13)5.3器件选型 (13)6 译码显示电路设计 (14)6.1译码显示电路工作原理 (14)6.2参数计算 (14)6.3器件选型 (14)7系统总体电路设计 (15)7.1系统总体电路 (15)7.2 电路说明 (15)8电路调试 (16)8.1振荡电路调试及实验结果分析 (16)8.2 计数电路调试及实验结果分析 (16)8.3 译码显示电路调试及实验结果分析 (16)8.4 控制电路调试及实验结果分析 (16)8.5 系统联调及实验结果分析 (16)9改进意见及收获体会 (18)10器件明细清单 (18)参考文献 (19)1设计任务及要求设计一个数字时钟电路，要求具有以下功能：1、具有“时”“分”的数字显示时钟；2、“秒”不作数字显示，只使“时”和“分”之间“：”间隔闪亮；3、具有校分和校时功能；4、具有整点报时功能（59分50秒开始间歇报时）。
2系统总体设计方案2.1总体设计方案数字钟是一个T=1s的计时仪器。
它由石英晶体振荡器、分频器、记数器、译码器、显示器和校时电路组成。
石英晶体振荡器产生的信号经过分频器产生秒脉冲，将秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过译码器进行译码和输出。
数字电子钟的总体框图如下图所示：2.2方案特点经我们小组的周密分析和深入探讨，我们发现该电路主要实现3个功能：一、整点报时功能：由于器件缘故，有发光二极管代替蜂鸣器。
二、12小时制计时功能：时、分由四个七段数码管显示，秒由小数点显示。
三、校时校分功能：通过两个开关分别实现3控制电路设计3.1控制电路工作原理数字在使用前需要先进行校时、校分，然后才能让其正常工作计时，如图3.1.1分别是我们小组设计的校分、校时电路的原理图：图3.1.1校分、校时电路以校时电路为例，其工作原理为：通过单刀双掷开关J1将校时脉冲作为时钟计数器的输入信号，校时结束后拨动开关，将来自低一位（分钟计数器）的进位信号作为输入信号与时钟计数器的输入端相连，使其正常工作。
校时脉冲，可用由多级分频器产生的秒脉冲，也可以用人工触发计数器。
3.2参数计算参数均为固定器件参数，对照资料装配3.3器件选型两块单刀双掷开关、4片74LS160N4 振荡电路设计4.1振荡电路工作原理晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。
石英晶体振荡振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率易调整。
它还具有压电效应，在晶体某一方向加一电场，则在与此垂直的方向产生机械振荡，有了机械振动，就会在相应的垂直面上产生电场，从而使机械振动和电场互为因果，这种循环过程一直持续到晶体的机械强度限制时，才达到最后稳定，这种压电谐振的频率即为晶体振荡器的固有频率。
如图4.1.1，将晶体与对称式谐振荡器中的耦合电容串联起来，就组成了所需要的石英晶体多谐振荡器。
图4.1.1通常，石英晶体多谐振荡器输出频率较高，为了得到1Hz的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。
振荡器输出4MHz信号，先送到10分频计数器（74LS160），经过6次10分频而获得4Hz的脉冲信号，再通过2个D触发器（74LS74）进行4分频变成1Hz。
如图 4.1.2即为对由石英晶体多谐振荡器产生的脉冲信号进行分频产生秒脉冲的电路原理图。
4.2参数计算R1=R2=1KΩ；C1=0.01uF；C2=10pF；4MHz的石英晶振。
4.3器件选型2个1KΩ的电阻；1个0.01uF的电容；1个10pF的电容；1片74LS04，6片74LS160，1片74LS74。
5 计数电路设计5.1计数电路工作原理秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、“秒”十位、“分”个位、十位及“时”个位、十位的计时。
“秒”、“分”计数为60进制，小时为24进制。
1．计秒电路：如图5.1.1所示，首先将两片74LS160接成百进制计数器。
然后将电路的59状态译码产生置数端为0的信号，同时加到两片74LS160上，在下个计数脉冲（第60个输入脉冲）到达时，将0000同时置入两片74LS160中，从而得到六十进制计数器。
进位信号直接由与非门的输出端引出。
图5.1.12．计分电路：如图5.1.2所示，首先将两片74LS160接成百进制计数器，然后将电路的60状态译码产生置零信号加到2片74LS160的“LOAD”和“CLR”上，从而得到六十进制计数器。
进位信号直接有与非门的输出端引出。
图5.1.23.计时电路如图5.1.3所示，首先将两片74160连成一个一百进制计数器。
当计数器从全0状态开始计数，计入11个脉冲时，经与非门译码产生低电平信号立刻将两片74160同时置零，于是便得到了12进制计数器。
图5.1.35.2参数计算参数均为固定器件参数，对照资料装配5.3器件选型6片74LS160；2片74LS20。
6 译码显示电路设计6.1译码显示电路工作原理计数器实现了对时间的累计以8421BCD码形式输出，为了将计数器输出的8421BCD 码显示出来，需用显示译码电路将计数器的输出数码转换为数码显示器件所需要的输出逻辑和一定的电流，一般这种译码器通常称为7段译码显示驱动器。
74LS48译码器对应的显示器是共阴（接地）显示器。
如图6.1.1所示即为译码显示电路的电路原理图。
图6.1.16.2参数计算高电压取5V6.3器件选型4片74LS48，4片BS207。
7系统总体电路设计7.1系统总体电路7.2 电路说明整个数字钟由时间计数电路、晶体振荡电路、校正电路组成。
以校正电路代替时间计数电路中的时、分、秒之间的进位，当校时电路处于正常输入信号时，时间计数电路正常计时，但当分校正时，其不会产生向时进位，而分与时的校位是分开的，而校正电路也是一个独立的电路。
由晶体振荡电路和分频电路产生1Hz的秒脉冲，将秒脉冲信号送人发光二极管和“秒”计数器电路。
8电路调试8.1振荡电路调试及实验结果分析要使电路具有整点报时功能，只需将“分”的到“59”时和“秒”到“50”时通过与非门相连接，然后连接到发光2级管就行了。
8.2 计数电路调试及实验结果分析将秒脉冲分别作为分钟/时钟计数器的输入信号，观测数码管的显示。
在实物测试时发现60进制的分钟计数器出现了显示60的状态，检查电路发现设计时出现逻辑错误。
不是将状态59而是60时的输出信号通过非门、与非门产生低电平，作为置数信号让电路清零.改接后发现问题解决，电路正常工作。
8.3 译码显示电路调试及实验结果分析结合计数电路一起观察检测。
起初发现分钟十位的显示管的一个二极管始终不亮，起初以为电路接线松动或开路，检查一遍后发现问题依然存在。
后来队员方国章提出来，可能是数码管的问题，更换数码管后发现显示正常。
8.4 控制电路调试及实验结果分析拨动开关J2对分钟进行校时，校时结束后再次拨动J2，之后拨动开关J3对时钟进行校时，校时结束后同样再次波动J3。
8.5 系统联调及实验结果分析在实验箱上组装电子钟，注意器件管脚的连接一定要准确，“悬空端”、“清零端”、“置1端”要正确处理。
当所有器件调试正常以后，观察电子钟是否准确正常工作。
主要故障现象分析和排除：（1）数码管能有显示，但不正常：①计数不正常：则先检查74LS48和74LS160集成电路块的16与8引脚间是否等于电源电压，（表笔要接到它们的引脚上，测量结果5V，误差≤±0.1V）否则应查找原因。