数字逻辑电子钟.docx

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数字逻辑电子钟

运算机科学与工程学院

综合设计报告

设计名称：

数字逻辑综合设计报告

设计题目：

数字电子钟

学生学号：

专业班级：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师〔职称〕：

课题工作时刻：

至

说明：

1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每个学生；四、五两项〔中英文摘要〕由学生在完成综合设计后填写。

2、学生成绩由指导教师依照学生的设计情形给出各项分值及总评成绩。

3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平常表现、设计完成情形、报告的质量及答辩情形，给出客观、全面的评判。

4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一律按不及格处理。

答辩小组成员应由2人及以上教师组成。

5、报告正文字数一样应许多于5000字，也可由指导教师依照本门综合设计的情形另行规定。

6、平常表现成绩低于6分的学生，取消答辩资格，其本项综合设计成绩按不及格处理。

7、此表格式为武汉工程大学运算机科学与工程学院提供的差不多格式〔适用于学院各类综合设计〕，各教研室可依照本门综合设计的特点及内容做适当的调整，并上报学院批准。

成绩评定表

学生姓名：

蒋云学号：

0905030210班级：

智能科学与技术02班

类别

合计

分值

各项分值

评分标准

实际得分

合计得分

备注

平常表现

按时参加综合设计，无旷课、迟到、早退、违反实验室纪律等情形。

由设计负责人给出

完成情形

按设计任务书的要求完成了全部任务，能完整演示其设计内容，符合要求。

能对其设计内容进行详细、完整的介绍，并能就指导教师提出的问题进行正确的回答。

报告质量

报告文字通顺，内容翔实，论述充分、完整，立论正确，结构严谨合理；报告字数符合相关要求，工整规范，整齐划一。

课题背景介绍清晰，综述分析充分。

设计方案合理、可行，论证严谨，逻辑性强，具有说服力。

符号统一；图表完备、符合规范要求。

能对整个设计过程进行全面的总结，得出有价值的结论或结果。

参考文献数量在3篇以上，格式符合要求，在正文中正确引用。

答辩情形

在规定时刻内能就所设计的内容进行阐述，言简意明，重点突出，论点正确，条理清晰。

在规定时刻内能准确、完整、流利地回答教师所提出的问题。

总评成绩：

分

补充说明：

指导教师：

〔签字〕

日期：

年月日

答辩记录表

学生姓名：

学号：

班级：

答辩地点：

答辩内容记录：

答辩成绩

合计

分值

各项分值

评分标准

实际得分

合计得分

备注

在规定时刻内能就所设计的内容进行阐述，言简意明，重点突出，论点正确，条理清晰。

在规定时刻内能准确、完整、流利地回答教师所提出的问题。

答辩小组成员〔签字〕：

年月日

指导教师评语

指导教师：

〔签字〕

日期：

年月日

一、综合设计目的、条件、任务和内容要求：

1.综合设计目的

〔1〕把握计数器、译码器、显示电路的功能及应用。

〔2〕进一步把握实际应用中时序逻辑电路的设计与调试方法。

〔3〕学会考虑问题的方式，注重细节。

2.综合设计条件

〔1〕两个星期的实验机房

〔2〕老师的指导与同学的关心

3.综合设计任务

设计一个具有校时功能的电子钟。

4.综合设计内容要求

〔1〕实现电子钟的差不多功能，包括10进制进位，60进制进位与24进制进位。

〔2〕要求有一个校时电路，能够随时调整时钟的时刻。

〔3〕其他的功能能够在设计过程中完善。

指导教师签字：

年月日

二、进度安排：

三、应收集资料及要紧参考文献：

四、综合设计〔课程设计〕摘要〔中文〕：

【关键词】电子钟、校时电路、比较器、整点报时

数学逻辑课程设计选题是电子钟的设计，运用Protues7.5SP3版仿真软件进行电子钟的设计。

要紧原理是由555芯片及门电路产生多谐震荡，输出稳固的为1HZ秒脉冲，作为时刻基准。

秒计时器满60向分计时器仅为，分计时器满60向小时计时器进位，小时计时器以24为一个周期，并实现了小时高位具有零熄灭的功能，计时器的输出送到显示屏，课在相应位置正确显示时、分。

秒。

计时显现误差或者调整时刻时用校时电路进行时、分的调整。

而且添加了整点报时功能，并利用比较器实现了闹钟功能。

五、综合设计〔课程设计〕Abstract〔英文〕：

【Keywords】Digitalclock,dividerchip,thedecoderchip,thecampuscircuit,thewholepointalarm

Thedesiginingtopicoftheelectronictechnologycourseisthedigitalclock.Themainprinciplebytheoscillatortransistormultivibratoroscillation,aftertheoutputfrequencydividerandstablepulse,60secondsoverthecountersub-counterstocarry,atleast60minutestothehourcounterbinarycounter,hourscounterforaperiodof24andachieveahighlevelwithzerooff-hourfunctions.Counterdisplaystheoutputsentbythedecodercanbedisplayedcorrectlyintheappropriatelocation,minutes,second.Timingerrors,oradjustthetimewhentheschoolwhenthecircuitisavailable,theminutesoftheadjustment.Inthiscircuit,Thewholepointalarmwilllast10secondsperhour.

摘要………………………………………………………………………………………II

Abstract…………………………………………………………………………………...II

第一章课题背景〔或绪论、概述〕……………………………………………………..1

1.1数字电子钟应用………………………………………………………………...1

1.2电子钟的应用前景………………………………..……………………………x

第二章设计简介及设计方案论述………………………………………………………..x

2.1设计原理简介……………………………………………..………………………….…x

2.2设计方案论述……………………………………………..………………………….…x

2.3设计目的概述…………………………………………..………………………….…x

第三章详细设计…………………………………………………………..………………..x

3.1实验元件及介绍…………………………………………..………………………….…x

3.2模块的详细设计……………………………..………………………….…x

3.2.1二十四时制显示模块

3.2.2校时电路模块

3.2.2整点报时模块

3.2.2闹钟模块

第四章设计结果及分析…………………………………………………..………………..x

4.1设计电路………………………….………………………………..….…x

4.2运行结果及分析…………………………………………..………………………….…x

4.3结果分析……………………………………………..………………………….…x

总结…….……………………………………………………..………………………….…x

致谢…….……………………………………………………..………………………….…x

参考文献…….………………..………………………………..………………………….…x

附录要紧程序代码………...………………………………..………………………….…x

摘要

【关键词】电子钟、校时电路、比较器、整点报时

数学逻辑课程设计选题是电子钟的设计，运用Protues7.5SP3版仿真软件进行电子钟的设计。

要紧原理是由555芯片及门电路产生多谐震荡，输出稳固的为1HZ秒脉冲，作为时刻基准。

秒。

计时显现误差或者调整时刻时用校时电路进行时、分的调整。

而且添加了整点报时功能，并利用比较器实现了闹钟功能。

Abstract

【Keywords】Digitalclock,dividerchip,thedecoderchip,thecampuscircuit,thewholepointalarm

第一章课题背景〔或绪论、概述〕二号字黑体

这一章应说明本设计课题的背景、目的、意义、应解决的要紧问题及应达到的技术要求；本设计的差不多理论依据和要紧工作内容。

1.1电子钟的进展背景

现在是一个知识爆炸的新时代。

新产品、新技术层出不穷，电子技术的进展更是日新月异。

能够毫不夸张的说，电子技术的英语无处不在，电子技术正在不断改变我们的世界。

但在这快速进展的年代，时刻对人们来说越来越宝贵，在快节奏的生活时，人们往往不记得了时刻，一旦遇到重要的情况而不记得了时刻，这将会带来专门大的缺失。

因此我们需要一个定时系统来提醒这些忙碌的人。

数字化的钟表给人们带来了极大地点便。

近些年，随着科技的进展和社会的进步，人们对电子钟的要求也越来越高，传统的时钟已不能满足人们的需求。

多功能电子钟不管在性能上依旧样式上都发生了质的变化，有电子闹钟，数字闹钟等等。

然而在多功能电子钟中的应用已是专门普遍的，人们对电子钟的功能及工作顺序都专门熟悉，却专门少明白它的内部结构以及工作原理。

自从人类有了时刻的概念，对时刻的要求变得越来越精确。

而原先的机械表无法满足现代人们的紧张需求，因此产生了更直观、更准确的电子钟。

这次数字逻辑综合设计就要求我们自行设计一个能够准确报时的电子钟电路，并按照各种需求加入许多功能，以完善所设计的数字电子钟。

在这次的电子钟设计钟，了解电子手表的差不多工作原理，使用较新和功能全面的元件，提高学生的动手能力，并复习数字逻辑这门课的相关知识和进一步提高独立摸索与创新能力。

1.2电子钟的应用前景

自从人类有了时刻的概念，对时刻的要求变得越来越精确。

而原先的机械表无法满足现代人们的紧张需求，因此产生了更直观、更准确的电子钟。

这次数字逻辑综合设计就要求我们自行设计一个能够准确报时的电子钟电路，并按照各种需求加入许多功能，以完善所设计的数字电子钟。

电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合能够看到数字电子钟。

LED数字电子钟除了在都市的要紧营业场所、车站、码头等公共场所使用，还能够改装在摩托车和汽车内，LED显示，带蓝色背光，白天在太阳光下也能专门清晰的看到显示时刻，关钥匙能够关闭蓝色背光，时刻还能显示也可不能清零，因LED的显示耗电量专门省的，因此一直工作也不必担忧耗电问题。

在骑摩托车时，为了看时刻，先要停下车子，取出手机，才能看时刻，是否有点苦恼，现在车内改装了一个蓝色背光的液晶电子钟后，不管白天黑夜色，随时能够看时刻，专门方便。

1.3本次课题目的

本次课题要紧是自主设计一个数字电子钟，采取的24小时制。

液晶屏幕上能够显示到23：

59：

59.电源采取的为5V恒压电源，方便采集和换取。

功能上有整点报时，校时器，除了这些差不多功能之外还增加了设定定是闹钟的功能。

第二章设计简介及设计方案论述

2.1设计原理简介

数字电子钟由555集成芯片构成的振荡电路、计数器、显示器和校时电路组成。

555集成芯片构成的振荡电路产生的信号作为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过〝时〞、〝分〞、〝秒〞译码器显示时刻。

在功能方面，关于本次综合设计，还要求有校时、闹钟与整点报时功能。

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功能。

因此，一个差不多的数字钟电路要紧由译码显示器、〝时〞，〝分〞，〝秒〞计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。

主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、整点报时电路组成。

秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直截了当决定计时系统的精度，一样用石英晶体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〞采纳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〞也采纳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〞采纳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〞计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。

整点报时电路时依照计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。

校时电路时用来对〝时〞、〝分〞、〝秒〞显示数字进行校对调整。

2.2设计方案论述

本次试验是有六块7SEG等分别显示时刻的时针、分针、秒针；并由55集成芯片与与RC组成的多谐振荡器〔设定频率f=1HZ〕为秒脉冲，秒脉冲送入计数器，计数结果通过六块7SEG显示屏显示出准确的时刻；通过门电路的应用实现整点报时功能；而应用开关的常开与常闭加上门电路的使用变成校时电路；运用比较器实现闹钟功能；如图2-1-1，为设计实验工作流程。

本次试验共分四个大模块，分别是24小时显示模块，整点报时模块，校时电路模块以及闹钟模块。

图2-1-1总体流程图

2.3设计目的概述

在日常生活中，电子表是专门普遍的一种电子器件。

关于大多数的电子表，一样差不多上用单片机结合编程来实现功能。

然而，我们并没有接触过单片机编程，因此在本次综合设计中尝试用计数器，选择器和门电路设计一个功能较为完整的电子钟。

电子器件确实是在不停地完善中才能越做越好，本次设计只是做一个差不多的设计，旨在提高独立摸索与创新能力提高学生的动手能力，创新能力和资料的查询能力。

第三章详细设计

3.1实验元件及介绍

1、74LS90〔10片〕

74LS90〔如图3.1.1〕是异步二—五—十进制加法计数器，在本次试验中作为十进制加法计数器。

通过不同的连接方式，74LS90能够实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0〔1〕、R0〔2〕对计数器清零，借助S9〔1〕、S9〔2〕将计数器置9。

其具体功详述如下：

〔1〕计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。

〔2〕计数脉冲从CP2输入，QDQLQH作为输出端，为异步五进制加法计数器。

〔3〕假设将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，那么构成异步8421码十进制加法计数器。

〔4〕假设将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，那么构成异步5421码十进制加法计数器。

〔5〕清零、置9功能。

a）异步清零

当R0〔1〕、R0〔2〕均为〝1〞；S9〔1〕、S9〔2〕中有〝0〞时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA=0000。

b）置9功能

当S9〔1〕、S9〔2〕均为〝1〞；R0〔1〕、R0〔2〕中有〝0〞时，实现置9功能，即QDQCQBQA=1001.

图3.1.174LS90

2、NE555〔1片〕

如图3.1.2，它能够产生多震荡电路。

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就能够实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器外表、家用电器、电子测量及自动操纵等方面。

555定时器的内部电路框图如图3.2.1所示。

它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3

555定时器的功能要紧由两个比较器决定。

两个比较器的输出电压操纵RS触发器和放电管的状态。

在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，那么电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。

假设触发输入端TR的电压小于VCC/3，那么比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。

假如阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，那么C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。

图3.1.2NE555

3、74LS85〔4片〕

如图3.1.3，在闹钟电路中比较两个加法器的输出，并判定闹钟是否响起。

85为4位数值比较器，共有54/7485、54/74S85、54/74LS85三种线路结构型式，其要紧电特性的典型值如下：

型号LpdPD

54/748521ns275mW

54/74S8512ns365mW

54/74LS8525ns52mW

85可进行二进制码和BCD码的比较，对两个4位字的比较结果由三个输出端〔FA＞

B，FA＝B，FA＜B＝输出。

将假设干85级联可比较较长的字，现在低级位的FA＞B，FA＝B，FA＜B连接到高位级相应的输入A＞B、A＝B、A＜B，并使低位级的A＝B为高电平。

A0－A3字A输入端

B0－B3字B输入端

A＞BA＞B级联输入端

A＝BA＝B级联输入端

A＜BA＜B级联输入端

FA＝BA等于B输出端

FA＞BA大于B输出端

FA＜BA小于B输出端

图3.1.374LS85

4、74LS21〔5片〕

在整点报时电路和闹钟电路中使用。

5、74LS09〔9片〕

在计时电路和校时电路中使用。

6、开关〔3片〕

操纵教师电路及整个实验电路的开关。

7、电阻〔2片〕

保证校时电路的安全。

8、Buzzer〔2片〕

闹钟和整点报时的功能。

9、74SEG-BCD-GRN〔6片〕

自动译码并显示所需求的数字。

10、LED〔2片〕

在试验中考查功能是否实现。

11、74LS04.DM〔2片〕

实现整点报时功能。

3.2各个模块的详细设计

3.2.1二十四时制显示模块

第一通过555定时器〔如图3.2.1.1〕为核心构成的恒定频率的脉冲，设置好电容和电阻的值，完全能够实现。

它是由三个电阻，两个比较器，RS触发器及输出驱动和放电开关组成。

令R1=1K，R2=1K，C1=480uf,C2=0.01uf。

而现在由输出端输出的确实是1HZ的脉冲，此脉冲当做秒时针脉冲。

图3.2.1.1多震荡电路

时刻技术模块有时技术、分计数和秒计数等几个部分。

时计数为24制计数器，其输出为两位8421BCD码形式；分计数和秒计数为60进制计数器，其输出也为8421BCD码。

本次实验采取用两块芯片进行级联来产生60进制和24进制。

秒计数的各位为10进制计数器，无需进制转换，只需将Q0与CKB相连，把由555芯片产生的1HZ脉冲与CLA相连，然后将Q0与Q3连接到两线与门，使其成为向上的进位信号；秒计数的十位为6进制计数器，需要转换进制，立即Q1与Q2输出连接到两线与门，并在第二个74LS90芯片的R0

（1）接高电平，将与门接到R0〔2〕，即实现了在显示屏显示5的时候清零如图3.1.1.2；分计数器与秒计数器的进位方式相同，接线方式相同。

图3.2.1.2秒计数器

关于时计数器，要求为24时制，即在显示为23的时候实现清零，需要将第一块74LS90芯片的Q2端和第二块74LS90芯片的Q1端连接到与门，与门连接到第二块芯片的R0〔2〕端，在第二块芯片的R0

（1）连接高电平，即实现了上述功能，连接图如3.2.1.3.

图3.2.1.3时计数器

3.2.2校时电路模块

当重新接通电源或走时显现误差时都需要进行校正。

通常校正时刻的方法是：

第一截断正常的计数电路，然后再进行人工触发计数或者将频率较高的方波信号加到需要校正的计数位的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。

依照需求，电子钟应具有分校正和时校正功能，如图3.2.2.1为校时电路接线电路图。

图3.2.2.1校时电路

3.2.3整点报时电路模块

一样电子钟应具有整点报时功能，即在时刻显现整点时，电子钟会自动报时，以示提醒。

其作用方式为秒计数的个位和十位以及分计数的个位和十位都为零时，触发发声器，即

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