多功能电子钟课设实验报告.docx

多功能电子钟课设实验报告.docx

《多功能电子钟课设实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多功能电子钟课设实验报告.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

多功能电子钟课设实验报告

课题名称：

多功能电子表课程设计

任务要求：

，

（1）数字钟，能显示时、分、秒（23时59分59秒）

（2）作为计时秒表，能计60秒

（3）调整时间，能分别调整时、分、秒

（4）整点报时，整点前7s，5s，3s，1s时各发出1秒钟的声响。

时间安排：

第一周周一~周二查找相关资料，确定总体方案

周三~周四设计整体电路图，选定器件型号及数量

周五连接实物

第二周周一~周三调试电路，导师检查结果

周四~周五撰写课程设计报告

周五下午答辩

前沿

20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现在电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。

忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。

但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。

数字钟事采用数字电路实现对时，分，秒，数字显示的技术装置，广泛用于个人家庭，车站，码头办公室等公共场合，成为人们日常生活中不可少的必需品，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛使用，使得数字钟的精度，远远超过了老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。

诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。

可以说设计多功能数字时钟的意思已不只在于数字时钟本身，更大的意思在于多功能数字时钟在许多实时控制系统中的应用。

在很多实际应用中，只要对数字时钟的程序和硬件电路加以一定的修改，便可以得到实时控制的实用系统，从而应用到实际工作与生产中去。

因此，研究数字钟及扩大其应用，有非常现实的意义。

元件清单

元、器件名称型号数量

共阴的数码管DCD-HEX-DIG-GREEN6

计数器74LS160D7

优先编码器74LS147D1

译码器74LS138D1

四输入与门74LS21D2

二输入与门74LS08D11

四输入与非门74LS20D2

反相器74LS04D6

二输入的或门74LS32D8

电阻100K12

目录

前言————————————————————————————I

元器件清单——————————————————————————II

一、总体设计方案———————————————————————1

二、单元电路设计———————————————————————2

1.秒脉冲产生电路———————————————————3

2…………———————————————————6

………..

…………

三、遇到的问题及解决方法———————————————————20

四、本次课程设计的收获及体会—————————————————22

参考文献———————————————————————————24

致谢———————————————————————————26

一、总体方案设计

数字钟主要分为数码显示器、60进制和24进制计数器、石英晶振电路、校时电路这几部分。

数字钟要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需要译码器才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和24进制计数器，在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整，60进制和24进制计数器分别由2个十进制的160搭建而成，主题设计思路如下图所示：

略

校时功能是设计的难点，我们设计的两种方案，一种是需要校时时通过将160的置数端打到0，在160的输入端接编码器，需将时钟校时为多少就在编码器的输入端将对应的1置为0.但在实际操作中极为繁琐。

另一方案是：

二、单元电路的设计

（1）数码显示器

在Multisim11.0仿真器中，数码管分为需要译码器显示的和无需译码显示的两种，需要译码器的数码管有共阴和共阳之分。

在此电路中采用的是不需要译码显示的数码管，这样就简化了电路，增加了调试的正确性，如图2数码管需要译码器才能显示，74LS47是驱动共阳极数码管的器件，74LS48是驱动共阴极数码管的器件

（2）60进制和24进制计数器

在设计数字钟的电路中，进制是最主要的一部分，它关系着显示的正确与否。

关键在于了解各种器件的作用及功能，而且在调试的过程中不容易出问题，电路不会变的复杂，器件的选择要统一，一边调试成功。

160进制计数器

由两个74LS160以及与非门搭建而成，74LS160是10进制的计数器，其引脚图如下

其真值表如下

CLK

CLR

LOAD

ENP

ENT

工作转态

×

0

×

×

×

置零

1

0

×

×

预置数

×

1

1

0

1

保持

×

1

1

×

0

保持（但C=0）

1

1

1

1

计数

具体介绍160

由2个74LS160搭建成的60进制的计数器有两种方法，一种是采用CLR清零法，一种是采用LOAD置数法。

方法一：

采用预置数法，在计数到01011001时，将其中的“1”与与非门连接，接到LOAD上，使该计数器恢复到00000000，从而达到60进制计数器的功能，其电路图如下：

此方法虽然可能，但是在此次课程设计中，还需要实现的功能是校准，校准时用LOAD比较简单，因此在计数部分采用清零法。

方法二：

采用清零法，此方法需要一个临时过渡状态，因此是在计数到01100000时将其中的“1”与与非门连接，接到CLR上，使得该计数器清零，达到60进制计数器的功能，其电路图如下：

224进制计数器

连接24进制计数器也可以采用两种方法，同上，我们采用了清零法来实现24进制计数器，具体过程是在计数器计到00100011时，将其中的“1”与与非门接到一起，接到CLR管脚上，即为24进制计数器。

其电路图如下：

（3）整点报时电路

要求整点报时，整点前7s，5s，3s，1s时各发出1秒钟的声响。

即在59分53秒，59分55秒，59分57秒，59分59秒时，电路发生报时。

此功能可以通过与门连接而成。

其电路图如下：

（4）作为秒表时能计60秒

只要是在计数的时候设置其秒计数器在达到60秒时不会向分进位即可实现秒表的功能，这个功能通过一个开关来控制实现的，其电路连接如下：

其中m接的是分计数器的CLR端，这样在按下开关时，CLR端接0，该计数器清零，所以实现了秒表的功能。

（5）校时功能