数字电子钟课程设计.docx
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数字电子钟课程设计
存档资料成绩：
华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程名称数字电子技术课程设计
题目 数字电子钟课程设计
分院 电信分院
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师
2017年月日
华东交通大学理工学院
课程设计（论文）任务书
专业电子信息工程班级姓名
一、课程设计（论文）题目数字电子钟的设计与制作
二、课程设计（论文）工作：
自2017年月日起至
2017年月日止。
三、课程设计（论文）的内容要求：
2. 设计要求
（1）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；
（2）各用2位数码管显示时，分，秒；
（3）具有手动校时，校分功能，可以分别对时，分进行单独校时，使其校正标准时间；
（4）为了保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供时间基准信号。
序号
项目
等 级
优秀
良好
中等
及格
不及格
1
课程设计态度评价
2
出勤情况评价
3
任务难度评价
4
工作量饱满评价
5
任务难度评价
6
设计中创新性评价
7
论文书写规范化评价
8
综合应用能力评价
综合评定等级
学生签名：
（）
2017年6月19日
课程设计（论文）评阅意见
评阅人 职称
20年月日
目 录
第2章课程设计目的
1、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、熟悉集成电路的引脚安排。
5、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
6、了解数字钟的组成与工作原理。
7、熟悉数字钟的设计与制作
第3章元件清单级芯片简介
3.1元器件清单
（1）CD4511（6片）
（2）CD4518（3片）
（3）CD4040（1片）
（4）共阴七段数码显示器（6片）
（5）CD4060（1片）
（7）开关二极管4148（1支）
（8）按键（4个）
（9）阻、晶振、电容、导线、锡丝等（若干）
3.2主要元器件引脚排列及逻辑功能
1）、共阴七段显示器
发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。
通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。
LED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。
注：
课设中使用的是共阳极数码管。
2）、CD4511芯片介绍
CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器，用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码-七段码译码器。
A0~A3：
二进制数据输入端
/BI：
输出消隐控制端
LE：
数据锁定控制端
/LT：
灯测试端
Ya~Yg：
数据输出端
VDD：
电源正
VSS：
接地
3）、CD4518芯片介绍
CD4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器。
ESET消除端
ENABLE计数允许控制端
Q1A-Q4A计数输出端
Q1B-Q4B计数输出端
VSS地
VDD电源正
4）、CD4040芯片介绍
CD4040是12位二进制串行计数器，所有计数器位为主从触发器。
计数器在时钟下降沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零。
由于在时钟输入端使用施密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限制。
所有输入和输出均经过缓冲。
10脚：
时钟输入端
11脚：
清除端
Q0～Q11：
计数器脉冲输出端
VDD：
正电源
Vss：
接地
CR清除端
5）、CD4060芯片介绍
CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成，振荡器的结构可以是RC或晶振电路，CR为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效。
所有的计数器位均为主从触发器。
在CP1（和CP0）的下降沿计数器以二进制进行计数。
在时钟脉冲线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间限制。
CP0：
时钟输出端
/CP0：
反相时钟输出端
Q4~Q10，Q12~Q14：
计数器输出端
/Q14：
第14级计数器反相输出端
VDD：
电源正
VSS：
电源负
CR：
清零端
CD4060秒脉冲发生器电路:
第4章程序实现思路
4.1、数字计时器的设计思想
要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。
经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。
由于计时的规律是：
60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。
各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。
4.2、数字电子钟总体框架图
4.3、晶体振荡及分频电路
如下图石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768HZ的脉冲信号，可保证数字钟的定时准确及稳定。
晶振出来接CD4060分频，从3端出来的脉冲为2HZ。
再经过CD4040二分频后，由Q1脚输出1Hz的脉冲信号。
4.4、计数部分原理图
（1）秒计数器，译码，显示电路
（2）分计数器，译码，显示电路
（3）时计数器，译码，显示电路
（4）总体原理图
4.5、数字电子钟实物图
第5章课程设计心得
这次电子技术课程设计，我很用心的去完成，当总原理图绘好的那一刻，内心有说不出的满足感。
从这次课程设计中，我真正学到了很多有用的知识。
拿到课题后，我首先将《数字电子技术》中有关本次设计的内容复习了一遍，比如LED显示器、译码器、计数器、振荡器等等。
然后根据设计要求，我去图书馆查阅了相关的资料，对整体框架做了一个初步的了解。
做完准备工作后就正式开始设计与绘图。
先要将没每一功能模块设计出来，再整体排版、连接。
通过这次数字电子钟的课程设计，我们把学到的东西与实践相结合。
在这过程中对我们学的知识有了更进一步的理解，而且更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法，也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。
第6章参考文献
[1] 绳广基编著.数字逻辑电路设计与实验【M】.上海：
上海交通
大学出版社
[2] 阎石主编.数字电子技术基础【M】.第五版.北京：
高等教育
出版社
[3]《中国集成电路大全》编写委员会编.中国集成电路大全TTL
集成电路【M】.北京：
国防工业出版社
[4] 梁宗善主编.电子技术基础课程设计【M】.武汉：
华中科技大
学出版社
[5] 朱定华主编.电子电路测试与实验【M】.北京：
清华大学出版
社
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