数字电子时钟设计资料讲解.docx

1、数字电子时钟设计资料讲解数字电子时钟设计电子技术课程设计数字电子时钟的设计摘要：设计一个周期为 24小时，显示满刻度为 23时 59分 59秒，具 有校时功能和报时功能的电子钟。本系统的设计电路由时钟译码显 示电路模块、脉冲逻辑电路模块、时钟脉冲模块、整电报时模块、 校时模块等部分组成。计数器采用异步双十进制计数器 74LS90，发 生器使用石英振荡器，分频器 4060CD及双 D 触发器 74LS74D，整 电报时电路用门电路及扬声器构成。一、设计的任务与要求电子技术课程设计的主要任务是通过解决一，两个实际问题， 巩固和加深在“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”课程中所学 的理论知识和

2、实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法， 提高电子电路的设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下 一定的基础。电子技术课程设计的主要内容包括理论设计、仿真实 验、安装与调试及写出设计总结报告。衡量课程设计完成好坏的标 准是：理论设计正确无误；产品工作稳定可靠，能达到所需要的性 能指标。本次课程设计的题目是“多功能数字电子钟电路设计”。要求学 生运用数字电路，模拟电路等课程所学知识完成一个实际电子器件 设计。二、设计目的1、让学生掌握组合逻辑电路、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

3、布局布线及检查和排除故障的能力；4、培养书写综合实验报告的能力。、原理方框图如下1、 图中晶体振荡电路由石英 32.768KHZ 及集成芯。2、 图中分频器 4060BD 芯片及 D 触发器构成分频器。3、 计数器由二五十 73LS90 芯片构成。4、 图中 DCD_HEX 显示器用七段数码显示器且本身带有译码器。5、 图中校时电路和报时电路用门电路构成。四、单元电路的设计和元器件的选择1、十进制计数电路的设计74LS90 集成芯片是二 五 十进制计数器，所以将 INB 与 QA 相 连；R0（1）、 R0（2）、R9（1）、R9（2）接地（低电平）； INA 作为脉冲输入； QA、QB、 Q

4、C、QD 作为输出就可构成十进制计数 器。接线如下图所示。2、六进制电路的设计74LS90 集成芯片是异步清零二 五 十进制计数器。所以采用反 馈清零法将 INB 接 QA；QB接 R0（1）； QC接 R0（2）；R9 （1）、 R9（ 2）接地（低电平）； INA 作为脉冲输入； QA、QB、 QC、QD作为输出就可构成六进制计数器。接线图如下图所示。3、二十四进制计数电路的设计74LS90集成芯片是二 五 十 BCD码进制计数器。用反馈清零 法构成：个位“4”对应0“100”，十位2“”对应0“010”，所以将U14的 QC 接 U15的INA进行级联，U15的 QB接U15、US14的

5、 R0（2）、 R0 （1），U14的 QC接 U15、U14的 R0（1）、R0（2）。接线图如上图 所示。4、六十进制计数电路的设计六十进制计数器的个位是十进制，十位是六进制。所以用两片74LS90集成芯片分别接成十进制和六进制计数器，将十进制计数器的 QC接六进制的 INA 即可构成六十进制计数器。接线图如下图所 示。5、时间计数电路的设计用 6 片 74LS90 构成的两个六十进制和二十四进制计数器。将秒 位六十计数器十位的 QD接分位六十计数器个位的 INA，分位六十计数器十位的 QD接时位二十四计数器个位的 INA 即可构成时间计数电 路。显示器接各计数器的输出 QD、 QC、 Q

6、B、 QA；输出 QA、QB、QC、 QD、QE、QF、QG接七段数码显示器的 a、b、c、d、e、f 、g。接线 图如上图所示。6、时钟电路的设计用石英 R145-32.768KHZ构成振荡器如下图所示。时间计数电路 需要秒脉冲信号，分频电路采用 4060BD-14分频，所以振荡器输出 为 2Hz，再由双位 D触发器分频得 1hz 的脉冲波。接线图如下图所 示。7、校时电路的设计当开关闭合时，分或者时自动校准8、整点报时电路的设计四输入与门集成芯片 U36A-AND4的上两脚接分十位计数器的 QA、QC；下两脚接分个位计数器的 QA、 QD； U37A-AND4的中间两脚 接秒的十位 QA、

7、QC,最下端的脚接秒个位 QA,U30A上端接高于 U29A 下端的电频， U30与 U32Z之间接秒的个位 QD。这样就会在 59 分 51、53、55、57、59 秒的时候 U29：输出高电平，蜂鸣器发声。接 线图如下图所示。五、系统电路总图及原理数字电子钟的电路总图如下图所示。用石英 R145-32.768KHZ构 成振荡器构成的振荡电路、分频器、计数器、译码器、显示器、校 时电路和报时电路组成。用石英 R145-32.768KHZ构成振荡器构成的 振荡电路产生的信号经过分频器作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器， 计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器显示时间。校时电路是用与非 门构成的组合

8、逻辑电路，在对时个位校时时不影响分和秒的正常计 数；在对分个位校时时不影响时和秒的正常计数。报时电路是由四 输入与非门和二输入与非门构成的组合逻辑电路，当计时到 59 分51、53、55、57、59秒时，蜂鸣器都发声报时， 59 秒时最响。六、经验体会虽然我们学习了模电和数电，对电子技术有了一些初步了解， 但那都是一些理论的东西。通过这次数字电子钟的课程设计，我们 才把理论和实践相结合。从中对我们学到的知识有了进一步的理 解。为期一周的课程设计使我更进一步地熟悉了集成芯片的结构及 掌握了各芯片的工作原理和其具体使用方法，也锻炼了自己独立思 考问题的能力和通过查看资料来解决问题的习惯。虽然这只是

9、一次 简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解到课程设计的一般 步骤和设计中应该注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义， 而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。设计中最重要的 是设计的思想，设计的过程和设计电路中的每一个环节，电路中各 个部分的功能是如何实现的。同时对普通计数器如何构成 n 进制计 数器有了更深刻的了解和掌握，对自我的实践操作能力也有了很高 的提升。另外，在接线时一定要小心，培养了我们小心谨慎的处理 事情的习惯；在布线方面一定要清晰、横平竖直、勿交叉等等。 本次课程设计，通过绘制电路原理图，我们对 Proteus软件有了更进 一步的了解和使用更加熟练。在实物接线过程中

10、会出现一些这样那 样的问题，我们得耐心用万用表查线，使得我们养成耐心的习惯。 总之，这次数字电子钟的课程设计让我受益匪浅，对我以后的学习 和工作有很大帮助。参考文献电子技术基础数字部分（第五版） 康华光主编 高等教育出版社基于 Multisim10 的电子仿真实验与设计 王连英主编 北京邮电大学出版社电子技术实验指导 王愉节 贵州科技出版社附录 1附录 21、主要元器件的选择（ 1）七段 DCD-HEX 数码显示器六个；（ 2）74LS90计数器 6 个；（3）石英 R145-32.768KHZ 一个；（4）4060BD 芯片一片；（5）双位 D 触发器一片；（6）电阻 15MR 一个、 20R一个、 15R两个；（7）电容 10pf 一个8）开关两个、蜂鸣器一个、直流电源四个