数电课设多功能数字钟.docx
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数电课设多功能数字钟
课程设计
论文题目：
数字逻辑课程设计
题目名称：
多功能数字钟设计
学院：
物理与光电工程学院
专业班级：
学号：
姓名：
指导教师：
2015年6月9日
一、设计题目：
多功能数字钟设计
设计任务及要求要求：
1）由振荡器输出稳定的高频脉冲信号作为时间基准，经分频器输出标准的秒脉冲。
2）秒计数器满60向分计数器进位，分计数器满60向小时计数器进位，小时计数器尽量按“12翻1”规律计数，计数器经译码器送到显示器。
3）计数出现误差可用校时电路进行校时、校分、校秒。
扩展要求：
4）具有可整点报时与定时闹钟的功能。
二、系统原理框图：
、
三：
设计方案:
1、秒脉冲产生电路：
各参数的选取：
由NE555的特性参数，电源电压接5V,假设用NE555定时器设计出振荡为1s，输出脉冲幅度大于3v而小于5v，输出脉冲的占空比q=2/3。
则：
根据输出脉冲占空比公式：
q=
故可得到：
R1=R2。
又有：
T=（R1+2R2）C（㏑2）=1
若取C=10µF，则代入上式可得：
3R1*C*（㏑2）=1
R1=
=48K
2、基于74LS90d的60进制，74LS160的12进制电路设计：
74LS90功能表及引脚排列
把74LS160接成8421码，十进制计数。
故：
将秒个位的输出端D接到秒十位的时钟脉冲CP上，并将MR1,MR2端接地，然后将十位的输出端B,C经过两个与非门（74LS00）接到秒十位的MR1，MR2端秒个位时钟脉冲输入端接入1赫兹的脉冲信号。
74HC160接成12进制：
74LS160集成计数器
故用74LS160，时计数器12进制接法如下：
时钟到12时，翻1.
3、时、分、秒计数模块测试：
（3.1）实现原件：
数字时钟4511BD译码和七段共阴数
（3.2）时、分、秒4511BD译码器输入端分别接好对应时、分、秒的74LS160输出端。
4、校时功能电路设计：
S1
S2
功能
1
1
计时
1
0
校分
0
1
校时
在进行对小时校时，不影响分，秒的正常计时。
在进行对分校时，不影响时，秒的正常计时。
采用六个二输入74LS00D和两个74LS04N构成。
其中，电容C1，C2为了按键按下时产生抖动现象，进行消抖。
其中S1为校时开关，S2为校分开关。
其控制功能如下表所示。
5、整点报时电路：
用两个八输入或非门4078BD和一个74LS09D与非门构成，当分，秒的个位和十位都为00时，此时发出报时信号，报时所用时间为1秒，设计中用发光二极管代替蜂鸣器。
此单元电路原理图如下：
.
6、整体电路：
7、整体仿真测试效果如下图：
四、实物焊接效果图
五、原件清单：
器件型号
用途介绍
数量
CD4511
译码器
6
金属膜电阻200欧
限流
38
SN74LS04P
反相器
1
74LS160
计数器
6
SN74LS09N
四路二输入与非门
6
Switch
开关
2
NE555
定时器
1
金属膜电阻3.3k
滤波
2
金属膜电阻47k
定时
2
电位器2k
电位器
1
LD-5161AS数码管
数码管显示
6
4078BD
八输入或非门
2
LED
指示灯
1
六：
心得及总结
在此次实验中，从购买元件的个方面都需要综合考虑，我们先从网上购买一些比较便宜实用并符合方案的元件，剩下在线下购买。
线下购买的时候出现过个别芯片断货的情况，一度影响我们的课程设计进度，这是我们当时考虑欠妥的地方，因此，在以后的实验和工作时，一定要从多方面多角度去考虑问题，准备工作一定要做好才不会在实验及工作过程中出现手忙脚乱的情况，正如一个木桶所盛的水取决于最短的木板，一支船队的航速取决于航速最慢的船只。
此次的数字钟设计过程中，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。
这学期单片机实验课的考试就是做的数字钟，所以在计数模块上面有以前的经验，设计技术模块很快就得出了正确的结果，虽然跟实验室用的芯片不一样，而且原理也不一样，我也得出结论，不同的电路可以实现同样的功能，我们应该设计最简单、实用的电路。
当然这个不一定所有条件都符合，找到一个能够满足各种条件的方案是我们设计的目标。
每次课程设计是一次难得的锻炼机会，让我们能够充分利用所学过的理论知识还有自己的想象的能力，另外还让我们学习查找资料的方法，以及自己处理分析电路，设计电路的能力。
我相信是对我的一个很好的提高。
平时在学习理论知识的时候，我们应该更注重实践应付考试有考试的方法。
这次的课程设计让我懂得了它们在实际中的用途，还有我们身边的很多数字钟电路，这些都是我们自己可以实现的，以前那些神秘的东西在不断的学习过程中变得不再那么神秘，我相信，以后还有更多的谜底被揭开。
通过这次课程设计，更加深了理论知识的学习。
这次的设计电路我用到了计数器、译码器等，通过自己分析和设计更好地运用了它们，而且还学会了它们更多的功能，发现它们的功能远比书上说的多很多，可以利用不同的接法设计出各种各样不同的电路出来。
实验培养了我的具体动手能力、思考能力，两者协调发展，避免出现眼高手低和知其然不知其所以然的情况，对我们是有益的。
六、参考文献：
1、阎石，《数字电子技术基础》（第五版）；
2、康华光，《电子技术基础》模拟、数字部分；
3、毕满清，《电子技术实验与课程设计》。
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