基于74160的电子钟设计.docx
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基于74160的电子钟设计
电路CAD课程设计报告（小初）
设计题目：
电子钟
专业班级：
测控07-02
学号：
学生姓名：
同组学生：
题目：
电子钟
摘要
钟表作为一种定时工具被广泛的使用在生产生活的各方面。
人类最初依靠太阳的角度来进行定时，所以受天气的影响比较大，为了克服依靠自然现象定时的缺点人们发明的机器钟表，电子钟表一系列的定时工具。
而电子钟表具有价格便宜，质量轻，定时误差小等优点，被广泛的应用在生产，生活的各个方面。
由于电子钟的能提供精确又被广泛的运用在测量之中。
此数字电子钟采用555定时器提供定时脉冲，74160集成块作为计时模块，8段数码显示管作为显示工具。
其设计的产品可以广泛的用于公共场所，匾额装饰，以及教学等方面。
Abstract
Watchasaregulartooliswidelyusedintheproductionofallaspectsoflife.Man'sfirsttorelyonthesun'sanglefortime,thereforethelargertheimpactofweather,inordertoovercometheshortcomingsofrelyingonnaturalphenomenatodefinitetime.peopleinventedmachineclocks,electronicclockandsoonaseriesofregulartimetools.Theelectronicclockismorecheaper,higheraccuracy,etc,arewidelyusedintheproduction,allaspectsoflife.Astheelectronicclocktoprovideaccurateandiswidelyusedamongthemeasurement.Thisdigitalelectronicclockwith555timerprovidestimedpulses,74160manifoldblocksastimingmodule,8digitaldisplaytubeasthedisplaytool.Thedesignoftheproductcanbewidelyusedinpublicplaces,plaquedecoration,andteachingandsoon..
目录（四号、黑体、居中）（占一页）
一、设计任务与要求（大标题均为四号，黑体）
1.任务
（1）画出数字电子钟的电路图。
（2）用ＥＷＢ进行功能仿真。
（3）撰写课程设计说明书，要求：
课题名称;
设计任务及要求；
设计方案选择及论证（包括参数计算和器件选择等）；
附图（包括框图，单元电路，总电路及说明）及原理说明；
2.要求
（1）有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能。
（设计秒脉冲发生器）
（2）供电方式：
5V直流电源。
（3）要求电路主要采用中小规模集成电路及模拟器件实现。
在EWB电子工作平台上进行电路的设计和计算机仿真。
二、方案设计与论证（大标题均为四号，黑体）
数字电子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（如北京时间）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。
通常使用振荡器电路构成数字钟。
（首段，对设计要求的总体分析）（正文为小四号，宋体；单倍行距）
方案一、基于74160芯片设计的电子钟系统原理框图：
图1电子钟原理框图
图1中，各单元电路的工作原理如下：
数字电子钟是一个将“ 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，另外应有校时功能和报时等附加功能。
因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器，校时电路、和振荡器组成。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”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分钟，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进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。
0
方案二、********（包括电路工作原理说明、系统框图）（正文为小四号，宋体；单倍行距）
.
.（等等……）
如果有多种设计方案，此处要论证哪种方案更好，说明原因！
并写明最后选取的是方案几。
三、单元电路设计与参数计算
1、秒脉冲发生器
秒脉冲发生器是电子电路最基本的单元之一，产生固定的频率为1的秒脉冲信号。
在整个电路中可以用元件库中的时钟源，也可以用555定时器改进的秒脉冲发生器。
如图2所示用555定时器改进的秒脉冲发生器。
2、60进制秒计数器
用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接成六十进制的秒计数器，时钟源提供秒脉冲，连接图如图3。
3、60进制分计数器
用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接为六十进制的分钟计数器，通过[M]开关进行对分钟的校对，当在59秒时在来一个秒脉冲分钟向前进一，秒清零重新计时，如图4所示。
4、24进制小时计数器
用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接成十二/二十四进制的时计数器，通过开关[o]对小时进行校对，开关[p]是十二进制与二十四进制间的切换，当在59分59秒时再来一个秒脉冲小时向前进一，分钟和秒同时清零重新计时，在小时进位的同时报时灯亮说明进行了整点报时功能，连接图如下图5。
（此点要说明你所设计的单元电路是什么子电路。
你所设计的单元电路的元器件的选择、对该单元电路的详细说明、框图。
该单元电路的改进等？
）
元器件的选择——如果是电容、电感、电阻，要把这些元件的值的计算过程，也就是分析过程写出来；如果是IC芯片，要写出选择该芯片是的考虑，比如：
性价比、功能、抗干扰等。
对该单元电路的详细说明、框图——设计该单元电路，可能也有多种方案，给出你的设计方案：
包括单元电路的框图及其详细的说明（也就是解释，要让外行能看懂你的图！
）
比如：
写出输出方程、驱动方程，列状态表；画出状态图；
该单元电路的改进——如果在设计你的单元电路时，参考的是现成的设计图，那么你是否考虑过所参考的这个方案有哪些优点和不足，那么你能不能对这些不足进行改进；或者在这个单元电路上增加一些功能。
如果有此步，要加分！
（创新性！
！
）
这点要详写
2.
图2：
555定时器构成的振荡器
图3：
秒计时电路
图4：
分计时电路
图5：
时计时电路
这点要详写
3.********
此点要说明其它各单元电路中元器件的选择、其它各单元电路的框图和说明。
如果是小组完成的设计题目，这点可参考同组其他同学的，可以略写！
如果是单人完成的设计题目，这点和第1点合并，都要详细写！
！
4.********
此点要放其它单元电路的原理图！
！
以及你所设计的单元电路的仿真结果（仿真曲线、时间图等），用仿真结果来证明各单元电路设计的正确性。
注意：
如果是用EWB5.0C软件设计的电路，此点应给出各单元电路的仿真结果（仿真曲线、时间图等），用仿真结果来证明各单元电路设计的正确性。
如果所设计的单元电路原理图中有的元件EWB5.0C软件中没有，比如：
天线、麦克风等，可用Multisim10等高级版本来绘制！
或者用Protel99SE中原理图设计，添加元件库Sim.ddb，绘制完可以仿真！
如果是小组完成的设计题目，这点可参考同组其他同学的，可以略写！
如果是单人完成的设计题目，这点和第1点合并，都要详细写！
！
5.********
此点给出该部分的小结
四、总原理图及元器件清单（大标题均为四号，黑体）
1．总原理图
图6：
电子钟电路原理图
图7：
电子钟电路PCB图
图8：
电子钟电路仿真电路板图
2．说明
此处要解释说明整个电路的工作原理，着重分析各单元电路输入什么信号、输出什么信号，这些单元电路间是怎么协作的！
！
3．元器件清单
表1电子钟电路原理图中的元件清单
元件序号
型号
主要参数
封装
数量
备注
R1
1k
AXIAL0.5
1
电阻
R2
1k
AXIAL0.5
1
电阻
R3
10k
AXIAL0.5
1
电阻
V1
12V
SIP2
1
电源
C1
68uF
RAD0.2
1
电容
C2
68uF
RAD0.2
1
电容
S1
key_32_
SPDT
1
开关
7400
DIP14
1
与非门芯片
74135
DIP16
1
与非门芯片
7_seg_hex
SIP4
6
显示模块
74160
DIP16
6
同步十进
制计数器
7404
DIP14
1
非门芯片
U1
5V
SIP2
1
电源
555
DIP8
1
555定时
计数器
五、结论与心得（大标题均为四号，黑体）
整个设计通过了理论、软件两个环节。
我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助。
在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。
一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。
通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。
这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。
其次，这次课程设计让我充分认识到交流、不耻下问的重要性，一个人的力量是晕晕不足的。
通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。
我觉得作为一名软件工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。
更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。
虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，但是只要有兴趣，有恒心，勇于实践，日后会对这门课逐渐产生兴趣的。
最后还要感谢老师和同学对我们的耐心辅导。
参考文献（小四号，黑体）
数字电子技术基础（第四版）.高等教育出版社
毛期俭.数字电路与逻辑设计试验及应用.人民邮电出版社
忠波.电子设计与仿真技术.机械工业出版社
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