数字闹钟课程设计
课设 数字闹钟
目录1、设计任务和要求 (1)1.1设计任务： (1)1.2设计要求： (1)2、设计的方案的选择与论证 (2)2.1 电路设计方案 (2)2.2 系统框图 (3)2.3 单元电路的设计 (3)2.3.1 时钟脉冲电路 (3)2.3.2 计数电路 (4)2.3.3 译码驱动及显示电路 (6)2.3.4 供电电路 (7)2.3.5 调时电路 (8)2.3.6 闹钟电路 (11)3、电路设计计算与分析 (12)4、性能测试与分析 (12)4.1性能测试 (12)4.2性能分析 (13)5、总结与心得 (14)6、附录 (15)6.1数字时钟原件清单 (15)6.2 总原理图 (16)7、参考文献 (16)1、设计任务和要求1.1设计任务：(1) 具有24小时或12小时的计时方式，显示时、分、秒。
(2) 具有快速校准时、分、秒的功能。
(3) 能设定起闹时刻，响闹时间为1分钟，超过1分钟自动停；具有人工止闹功能；止闹后不再重新操作，将不再发生起闹。
(4) 供电方式：220V，50HZ交流供电。
1.2设计要求：（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用PROTEL电路设计软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEL等电路设计软件）；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。
2、设计的方案的选择与论证2.1 电路设计方案方案一：采用可用中小规模集成电路实现采用逻辑电路设计可实现具有：时、分、秒计时功能和多点定时功能，电路通过计数时钟脉冲具有自动更新秒的显示，纯属硬件设计无需程序干预。
方案二：EDA技术实现采用EDA作为主控器控制外围电路进行电压，时钟控制、键盘和LED控制。
此方案逻辑电路复杂，且灵活性较低，不利于各种功能的扩展，在对电路进行检测时比较困难。
方案三：单片机编程实现通过利用单片机内部定时计数器实现计时，软件设置I/O作为数码管或液晶显示信号输出，时间校准按键输入。
南航金城数字闹钟课程设计
南航金城数字闹钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字闹钟的基本原理和组成部分；2. 学生掌握数字闹钟电路的搭建方法，了解嵌入式系统在数字闹钟中的应用；3. 学生了解数字闹钟程序设计的基本思路，掌握相关编程语言和开发环境。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，动手搭建一个简单的数字闹钟电路；2. 学生能运用编程语言，为数字闹钟编写简单的程序，实现基本功能；3. 学生具备分析问题、解决问题的能力，能够针对数字闹钟的故障进行排查和修复。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科技的兴趣和热情，增强学习动力；2. 学生树立团队协作意识，学会与他人共同解决问题，培养沟通与表达能力；3. 学生认识到科技发展对生活的影响，增强创新意识，提高社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力、创新能力和团队协作能力。
学生特点：学生具备一定的电子基础和编程知识，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手操作。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，关注学生个体差异，提供个性化指导。
在教学过程中，注重培养学生的动手能力、创新思维和团队协作能力，以提高学生的综合素质。
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中，激发学生对电子科技的兴趣。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 数字闹钟原理及组成部分- 闹钟工作原理- 嵌入式系统在数字闹钟中的应用- 数字闹钟的硬件组成与功能2. 数字闹钟电路搭建- 闹钟电路设计原理- 元器件选择与应用- 电路搭建与调试3. 数字闹钟程序设计- 编程语言基础- 开发环境介绍- 程序设计思路与实现4. 数字闹钟功能实现- 时间显示功能- 闹钟功能设置- 响铃控制与关闭5. 故障排查与修复- 电路故障分析- 程序故障诊断- 故障修复方法教学内容安排和进度：1. 第1周：数字闹钟原理及组成部分2. 第2周：数字闹钟电路搭建3. 第3-4周：数字闹钟程序设计4. 第5-6周：数字闹钟功能实现5. 第7周：故障排查与修复教材章节关联：本教学内容与教材中“嵌入式系统与应用”、“数字电路设计与实践”、“编程语言基础与应用”等章节密切相关，为学生提供了理论与实践相结合的学习资源。
数字电子闹钟课程设计
数字电子闹钟课程设计
好的，数字电子闹钟课程设计如下：
1. 概述
本课程设计旨在通过设计数字电子闹钟的过程，学生将了解数字电子闹钟的工作原理、功能特点以及设计流程和方法。
2. 前置知识
本课程设计需要学生对模拟电路、数字电路、单片机原理有一定的了解和掌握。
3. 设计目标
通过本课程设计，学生应该能够：
1) 理解数字电子闹钟的工作原理和功能特点；
2) 掌握数字电子闹钟的设计流程，包括电路设计、程序设计和PCB设计；
3) 独立完成数字电子闹钟的设计和调试，
4) 培养学生的创新意识和实践能力。
4. 教学内容
（1）数字电子闹钟的工作原理和功能特点；
（2）闹钟电路设计：包括时钟电路、显示电路、报警电路；
（3）单片机程序设计：包括时钟设置程序、闹钟设置程序、报警程序和显示程序；（4） PCB设计和制作；
（5）调试和测试。
5. 教学方法
本课程设计采用“理论引导、实例演示、实践操作”相结合的教学方法。
6. 实验器材和工具材料：数字电子闹钟电路板、电路模型器件、单片机、直流电源、万用表、烙铁、PCB软件、调试工具等。
7. 考核方式
学生应独立完成数字电子闹钟的设计和调试，并提交相关设计和调试文档，包括电路图、程序、PCB布局图、效果演示和测试报告等。
按照设计文档的完成情况和效果进行考核和评分。
以上为数字电子闹钟课程设计，希望可以帮到你。
EDA课程设计数字闹钟
EDA课程设计数字闹钟一、教学目标本课程旨在通过数字闹钟的设计与实现，让学生掌握EDA（电子设计自动化）的基本原理和方法，培养学生的实践能力和创新精神。
具体目标如下：知识目标：使学生了解数字闹钟的原理和结构，理解时钟芯片的工作原理，掌握EDA工具的使用方法。
技能目标：培养学生使用EDA工具进行数字电路设计的能力，提升学生的编程和调试技能，训练学生的团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：培养学生对电子科技的兴趣和热情，增强学生解决实际问题的信心和勇气，培养学生负责任的工作态度和良好的团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字闹钟的原理与设计、时钟芯片的工作原理、EDA工具的使用等。
1.数字闹钟的原理与设计：介绍数字闹钟的工作原理，包括时钟发生器、分频器、计数器等基本组成部分，以及如何实现闹钟功能。
2.时钟芯片的工作原理：讲解时钟芯片的内部结构和工作原理，使学生了解时钟芯片在数字电路中的应用。
3.EDA工具的使用：介绍常用的EDA工具，如Cadence、Altera等，讲解如何使用这些工具进行数字电路设计。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解数字闹钟的原理、时钟芯片的工作原理以及EDA工具的使用方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解数字闹钟设计的过程和注意事项。
3.实验法：让学生动手实践，使用EDA工具设计数字闹钟，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的教材，如《数字电路与EDA技术》等，为学生提供理论支持。
2.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
3.实验设备：准备实验设备，如计算机、EDA工具软件、开发板等，为学生提供实践平台。
4.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和实践案例，拓宽学生的视野。
数字时钟的课程设计
数字时钟的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字时钟的基础知识，掌握时钟的数字显示原理。
2. 学生能运用所学知识，分析并描述数字时钟的显示方式及其变化规律。
3. 学生了解数字时钟在实际生活中的应用，理解时分秒的概念。
技能目标：1. 学生能够通过观察、分析，动手操作，设计简单的数字时钟模型。
2. 学生能够运用所学知识，解决与数字时钟相关的问题，如时间计算、闹钟设定等。
3. 学生能够运用数字时钟知识，进行实际生活中的时间管理。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对数字时钟的兴趣，激发学习科学技术的热情。
2. 学生通过数字时钟的学习，认识到时间的重要性，养成珍惜时间的良好习惯。
3. 学生在团队协作中，学会互相尊重、沟通、合作，培养集体荣誉感。
课程性质：本课程以实践性、趣味性为主，注重培养学生的动手能力、观察力和团队协作能力。
学生特点：五年级学生具有一定的逻辑思维能力、动手操作能力和团队协作能力。
教学要求：教师应采用生动有趣的教学方法，引导学生主动参与，关注学生的个体差异，鼓励学生提出问题、解决问题，注重培养学生的实践能力和创新能力。
通过课程目标的实现，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高学生的综合素质。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合课本内容，组织以下教学大纲：1. 数字时钟的基础知识：- 时钟的演变与数字时钟的原理- 时分秒的概念及其在数字时钟中的应用2. 数字时钟的组成与显示方式：- 数字时钟的显示屏、电路和程序- 数字时钟的显示方式：LED、LCD等- 数字时钟的显示变化规律3. 数字时钟的应用：- 时间计算与时间管理- 闹钟功能及其设置方法- 数字时钟在生活中的实际应用案例4. 动手实践与团队协作：- 设计简单的数字时钟模型- 操作数字时钟，解决实际问题- 团队合作，交流分享制作经验教学内容安排与进度：1. 基础知识学习（1课时）2. 数字时钟组成与显示方式（1课时）3. 数字时钟应用（1课时）4. 动手实践与团队协作（2课时）教材章节关联：本教学内容与课本第四章“时间及其测量”相关，涉及第四节“电子时钟及其应用”。
课程设计_数字电子钟设计报告 -终
数字闹钟设计报告目录1. 设计任务与要求 (2)2. 设计报告内容2.1实验名称 (2)2.2实验仪器及主要器件 (2)2.3实验基本原理 (3)2.4数字闹钟单元电路设计、参数计算和器件选择…………………………3-72.5数字闹钟电路图 (8)2.6数字闹钟的调试方法与过程 (8)2.7设计与调试过程的问题解决方案 (8)3.实验心得体会……………………………………………………………………9、101. 设计任务与要求数字闹钟的具体设计任务及要求如下:(1) 有“时”、“分”十进制显示, “秒”使用发光二极管闪烁表示。
(2) 以24小时为一个计时周期。
(3) 走时过程中能按预设的定时时间（精确到小时）启动闹钟, 以发光二极管闪烁表示, 启闹时间为3s～10s。
2. 设计报告内容2.1实验名称数字闹钟2.2实验仪器及主要器件（1）CD4511（ 4片）、数码管（4片）（2）74LS00（6片）（3）74LS138（2片）（4）74LS163（6片）（5）LM555（1片）（6）电阻、电容、导线等（若干）（7）面包板（2片）、示波器等2.3数字闹钟基本原理要想构成数字闹钟, 首先应选择一个标准时间源——即秒信号发生器。
可以采用LM555构成多谐振荡器, 通过改变电阻来实现频率的变化, 使之产生1HZ的信号。
计时的规律是: 60秒=1分, 60分=1小时, 24小时=1天, 就需要对计数器分别设计为60进制和24进制的, 并发出驱动信号。
各计数器输出信号经译码器到数字显示器, 按“时”、“分”顺序将数字显示出来, 秒信号可以通过数码管边角的点来显示。
数字闹钟要求有定时响闹的功能, 故需要提供设定闹时电路和对比起闹电路。
设时电路应共享译码器到数字显示器, 以便使用者设定时间, 并可减少电路的芯片数量；而对比起闹电路提供声源, 应具有人工止闹功能, 止闹后不再重新操作, 将不再发生起闹等功能。
数字电子钟的逻辑框图如图所示。
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。
数字闹钟课程设计报告资料整理
数字电路实验课程设计报告数字闹钟第一部分设计任务1.1设计任务设计、制作一个带有校时功能、可定时起闹的数字闹钟。
1.2设计指标1、有“时”、“分”十进制显示，“秒”使用分个位数码管上的DP点显示。
2、计时以24小时为周期。
(23:59→00:00)3、具有校时电路，可进行分、时较对。
4、走时过程能按预设的定时时间(精确到小时)启动闹钟产生闹铃，闹铃响时约3s。
第二部分设计方案2.1总体设计方案说明系统组成：秒信号发生器：由LM555构成多谐振荡器走时电路：计数器和与非门组成校时电路：秒信号调节闹钟电路：跳线的方法由计数器、译码器、组合逻辑电路、单稳态电路组成显示电路：译码器数码管模块结构与方框图第三部分电路设计与器件选择3.1秒信号发生器3.1.1模块电路及参数计算提供秒脉冲取R1=1.5K,R2=2.4KC=220uF T≈1S3.1.2工作原理和功能说明CR T C R R T PL PH 2217.0)(7.0=+=z11H Tf ==CR R T T T PL PH )2(7.021+=+=3.1.3器件说明内部电路组成:(1)分压器(3个R)(2)电压比较器(A1、A2）(3)RS 触发器(4)反相器(5)晶体管T1端2端3端4端5端6端7端8端3.2走时电路设计3.2.1模块电路及参数计算包括秒计时器、分计时器、时计时器，每一部分由两片计数器级联构成。
(1).秒计时器：十进制与六进制级联而成，由两片74LS163和与非门实现。
(2).分计时器：同秒计时器。
(3).时计时器：模24，计数显示00~23。
由两片74LS160和与非门实现。
3.2.2工作原理及功能说明秒分计时器原理时计数器原理74LS160其清零方式通常称为“异步清零”，即只要清零端有效，不管有无时钟信号，输出端立即为0。
译码显示电路用译码器74LS48对计数结果进行译码，译码后在共阴极数码管上显示。
3.2.3器件说明74LS163结构图74LS160结构图3.3时间校对电路3.3.1模块电路及参数计算用555输出信号加至分，时计时器使其快速计数3.3.2工作原理和功能说明将所需要校对的时或分计数电路的脉冲输入端切换到秒信号，使用快脉冲计数，到达标准时间后再切换回正确的输入信号。
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1、复位法
&
1 1
QAQBQCQD LD ET RC 74LS160
EP
CLR A B C D CP
QD QC QB QA 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110
+5V
六个 稳态
清零
说明：0110状态非常短暂， 不能算在计数循环中。
2、置数法1：
&
1 1
QAQBQCQD CLRET RCO 74LS160
数据输入端
74LS160功能：
74LS160功能表
QA QB QC QD LD ET
RCO 74LS160
EP
RD
ABCD
EP ET LD RD CP 功 能
XX X 0 X 清零
XX 0 1
并行输入
0 X 1 1 X 保持
X0 1 11 1
1X 1
保持 ( RCO=0 ) 计数
例. 用一片74LS160构成六进制计数器。
+–A2 R
T
RD 4 RQ
SQ
1
GND
1端GND 地
2端TR 低电平触发输入
3端UO
4端RD
3
5端CV
UO
输出 直接清0 电压控制，不用 时经0.01F电容
接地
6端TH 高电平触发输入
7端D 三极管集电极
8端VCC 电源(4.5V~18V)
由555定时器构成多谐振荡器
VC
C
8
TH CO
6 5
R +–A1
RD 4 RQ
R
TR 2
+–A2
SQ
3
R
D7
T
1
GND
UO
C
+VCC
84 R1
7
R2
555 3 uo
6 TH
2 TR 5
+ uC
1
C1
–
0.01F
uC 0 V CC
3
TH 2V 3 CC , TR V 3 CC , uo1 T截止
多谐振荡器周期
+VCC
84 R1
7
R2
555 3 uo
6 TH
2 TR 5
QA, QB, QC, QD, LD T 1 RCO 74LS160
P RD A B C D 1
1
QA QB QC QD LD T
RCO 74LS160
RD
P ABC D
分脉冲
&
CLR
应该在
, ,,,
QDQCQBQA
QDQCQBQA
＝ 0010 0100 时清零。
清零信号为：CLR =
,, ,, QDQCQBQAQDQCQBQA
置数信号，并行数据便立刻被置入。
几种集成计数器：
CP同步方式
同 步
型号
74160 74161 74163 74191 74193 74190
计数模式
清零方式
十进制加法 4位二进制加法 4位二进制加法 单时钟4位二进制可逆 双时钟4位二进制可逆 单时钟十进制可逆
异步（低电平） 异步（低电平） 同步（低电平）ຫໍສະໝຸດ C + uC1
C1
–
uC
2VCC / 3 VCC / 3
uO
周期:
t1
t2
T
Tt1t2(R 1R 2)Cln 2R 2Cln 2
(R 12R 2)Cln 2
占空比:
q t1 T
+VCC
84 R1
提供秒脉冲
7
R2
555 3 uo
6 TH
取R1=1.5K,R2=2.4K C=220uF
2 TR 5
C + uC
同步十六进制计数器74LS163-构成秒、分计数器
前面所讲述的74LS 160其清零方式通常称为“ 异 步清零 ”，即只要 清零端有效，不管有无时钟信号， 输出端立即为 0。
同步清零：把清零信号和时钟信号与或者与非处理后输入到清零
端，同步清零可以保证状态在时钟的有效期内不会改变。
异步清零：清零信号直接输入到清零端。 同步置数：输入端获得置数信号后，只是为置数创造了条件，还需
要再输入一个计数脉冲CP，计数器才能将预置数置入。
异步置数：与时钟脉冲CP没有任何关系，只要异步置数控制端出现
555定时器的工作原理
一、内部电路组成
VCC
8
CV TH
5 6
R
– +
A1
R
TR 2 D7
+–A2 R
T
RD 4 RQ
SQ
内部电路组成:
(1)分压器(3个R)
(2)电压比较器
3
(A1、A2）
UO (3)RS触发器
(4)反相器
1
(5)晶体管T
GND
二、引脚功能
VC
C
8
TH CV
6 5
R +–A1
R
TR 2 D7
• 设计方案
➢ 系统组成： ➢ 秒信号发生器：由LM555构成多谐振荡器 ➢ 走时电路：计数器和与非门组成 ➢ 校时电路：秒信号调节 ➢ 闹钟电路：跳线的方法 由计数器、译码器、组合逻辑电
路、单稳态电路组成 ➢ 显示电路：译码器 数码管 ➢ 完整的电路框图：见P178页图4-3-6
电路设计与器件选择-秒信号发生器
数字闹钟
主要内容
• 课设内容及要求 • 设计方案 • 电路设计与器件选择 • 整机电路
课设内容及要求
• 设计任务
➢ 设计并制作一个带有校时功能，可定时起闹的数字钟
• 设计指标
➢ “时”、“分”十进制显示，“秒”使用分个位显示数码管上的 DP点闪烁显示
➢ 计时以24小时为周期 ➢ 校时功能 ➢ 预设时间启动闹钟，精确到小时
RD 74LS160 LD
CP A
B
C
D
EP
1 23 456 7 8
清除 时钟 A B C D EP GND
允许
74LS 160 管脚图
数据输入
计数（使能）控制端 （高电平有效）
ET EP CP
QA QB QC QD
0
时钟脉冲 （上升沿有效） RD A B C D
异步清零端（低电平有效）
输出端
进位输出端 RCO LD 同步预置数控制端 （低电平有效）
1
–
C1 T≈1S
电路设计与器件选择-走时电路
计数器的分析
同步计数器：也称并行计数器。计数脉冲同时接于各位触发器的时
钟脉冲输入端，当计数脉冲到来时，各触发器同时被触发，应该翻转的触 发器是同时翻转的，没有各级延迟时间的积累问题。
异步计数器：也称串行计数器。各触发器的时钟不是来自同一个时
钟源。高位触发器的状态翻转必须在低一位触发器产生进位信号（加计数） 或借位信号（减计数）之后才能实现。
无 异步（高电平）
无
预置数方式
同步 同步 同步 异步 异步 异步
异
74293 双时钟4位二进制加法
步
74290 二-五-十进制加法
异步 异步
无 异步
同步十进制计数器 74LS160
串行进
输出
允许
VCC 位输出 QA QB QC QD ET 置入
16 15 14 13 12 11 10 9
RCO QA QB QC QD ET
EP
LD A B C D CP
QD QC QB QA
0000 0001 0010 0011 0100 0101
六个 稳态
准备置零
+5V
说明：0101状态占一个CP脉 冲，要算在计数循环中。
例. 用74LS160构成二十四进制计数器。
（1）需要两片74LS160 （2）接成十进制 （3）片间进位 （4）24进制的复位或置数：