多功能数字电子钟数电课程设计.docx

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多功能数字电子钟数电课程设计

华南理工大学广州学院

数字电路课程设计报告

题目:

多功能数字电子钟

专业：

自动化

班级：

一班

姓名：

姚楸

同组队员：

陈杰涛、姚楸、李卓鸿、刘志健、

吴壁文、陈孟鹏、黎杰豪、江泉河

学号:

7082

日期：

2021年1月

一、设计目的

为了巩固讲义所学知识，培育动手能力和实际解决问题的能力，加深对课堂知识的明白得和运用，进一步学习和熟悉各类经常使用芯片的规格和利用，能把握电路的组装和大体问题的排除。

通过课程设计要实现以下两个目标：

一、学生初步把握电子线路的设计、组装及调试方式。

即学生依照设计要求，查阅文献资料，搜集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能要求；二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。

毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上慢慢引向实际方面，运用已学过的分析和设计电路的理论知识，慢慢把握工程设计的步骤和方式，同时，课程设计报告的书写，为尔后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。

二、设计要求和设计指标：

a设计一个能显示时、分、秒的数字钟，显示时刻从00：

00：

00到23：

59：

59；

b设计的电路包括产生时基信号，时、分、秒的计时电路，显示电路。

c具有校时功能，能够别离对时及分进行单独校时，使其校正到标准时刻；

d计时进程具有整点报时功能，那时刻抵达整点前10秒进行蜂鸣报时

三、整体框图设计

本设计通过555按时器产生1HZ的方波通过加法器进行计数，计数后产生的BCD码通过译码器译码最后通过数码管显示出来。

四、功能模块设计和原理说明

一、秒脉冲发生器

秒信号发生电路由集成电路555按时器与RC组成的多谐振荡器组成。

555按时器振荡电路是数字钟的核心部份，它的频率和稳固性直接关系到表的精度。

因此选择555按时器组成的多谐振荡器，其中电容C1为10微法，C2为微法，两个电阻R1=10KR2=欧姆。

现在在电路的输出端就取得了一个周期性的矩形波，其振荡频率为：

f=[（R1+2R2）C1]

二、秒计数译码、译码和显示部份设计

秒计数器为M=60的计数器，即显示00～59，采纳中规模集成电路双十进制计数器至少需要2片，因为10

它的个位为十进制，十位为六进制。

本电路采纳两片74LS192实现。

当个位计数至1010时，通过74LS08二输入与非门连至清零端达到清零，当达到0000时，产生上升脉冲送给十位。

十位计数至0110时清零。

译码芯片利用CD4511BM

3、分计数译码、译码和显示部份设计

分计数器同秒计数器一样为M=60的计数器，即显示00～59，采纳中规模集成电路双十进制计数器利用2片，因为10

它的个位为十进制，十位为六进制。

本电路采纳两片74LS192实现。

当秒计数器十位计数至0110时清零，达到0000时产生上升沿脉冲送入分计数器的个位开始计数。

当个位计数至1010时清零产生上升脉冲送给十位。

十位计数至0110时继续清零。

译码芯片利用CD4511BM

4、时计数译码、译码和显示部份设计

时为二十四进制计数器，显示为00～23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。

时计数进位类似于分和秒。

译码芯片利用CD4511BM.。

五、整点前十秒报时

那时的十位数计数器输出0101，个位数输出1001，秒的十位数输出0101时通过两片四路的与非门74ls20op和一个与门74ls08和一个非门74ls04一起组成一个报时电路。

相当于六路与门。

六、校时电路

时校时分校时

校不时要对74LS192的5端脚输入高电平，本设计直接利用555按时器产生的方波高电平来触发。

五、要紧元器件的选择

脉冲发生器利用555按时器

555按时器本钱低，性能靠得住，只需要外接几个电阻、电容，就能够够实现多谐振荡器产生秒脉冲。

计数器利用74LS192

功能表如下：

译码芯片利用CD4511BM

功能表

利用了与门74LS08

功能表

74LS04

功能表

74LS20四路与非门

功能表

数码管利用的是共阴七段数码管

六、总电路图程序说明

总电路仿真图

通过每两片74LS192组成数字时钟的时模块、分模块、秒模块其中时是24进制的，分和秒是60进制的，秒模块计数计到60的时侯立刻产生清零信号和进信号是分模块加一，分到时和秒到分一样。

校时的高电平是来自于555按时器产生的脉冲，整点报时是通过六路与非，只有符合那时钟走到59分50秒时开始报时，报时的时刻为十秒。

实物图

PCB电路图

译码显示部份

计时部份

七、本设计改良建议

尽管本设计能够实现课程的要求，可是要利用在时刻中仍是不够的，因为没有闹钟功能，还有无断电保留时刻的功能，这些需要以后自己完善。

八、心得体会

这次数电课程设计，咱们小组选择了最后一个课题——多功能数字电子钟。

那个课题相关于其他课题，算是最难的一个了。

咱们小组几个人，不明白弄了多少个白天夜晚，终于把这设计弄出来。

起初，在设计电路图方面，咱们展开了猛烈的讨论，商讨如何才能用最少，最简的电子元器件实现课程要求，最终咱们决定采纳555按时器产生1HZ的方波通过加法器进行计数，计数后产生的BCD码通过译码器译码最后通过数码管显示出来。

在设计PCB电路图时，咱们也碰到了很多难题，如板子长宽不够，需要几块板，有的线画不了，需要几根跳线。

这次为了板子空间的需要，咱们的电阻，也采购了贴片电阻，在焊接时，也加倍的考验了咱们的焊工，通过咱们的不懈尽力，最终将实物焊接完成。

略微遗憾的是，咱们小组这次的课程设计，不能实现所有的要求功能，由于时刻的不够，咱们的设计没有闹钟功能和断电保留功能，这些都是需要咱们在以后做出改善的。

尽管此课程设计略微有不足，可是咱们能够做出来，仍是挺有成绩感的，鼓励着咱们在接下来的日子不断尽力，把基础知识学牢学固，扎稳。

最后想说的一声是:

“教师，这一学期您教咱们数电以来，您辛苦了。

”