数字电子钟设计电子设计课程设计报告Word文件下载.docx

数字电子钟设计电子设计课程设计报告Word文件下载.docx

《数字电子钟设计电子设计课程设计报告Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子钟设计电子设计课程设计报告Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

由于数字集成电路技术的发展使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点。

而且它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。

数字电子时钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，数字钟的精度、稳定度远远的超过老式的机械钟表，并且与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，因此具有更广泛的应用。

2、数字电子钟的设计要求

1）数字电子钟的最基本计时功能要保证正常计时；

2）数字电子钟需要有校时部分以防止走时不准，能做到快速调整时间；

3）数字电子钟需要有整点报时功能以提醒整点时间的到来；

4）尽量设计电路时要做到简洁人性化，尽量避免复杂的操作。

3、数字电子钟设计的目的

1）熟练掌握我们半年来所学习的数字电子技术基础知识；

2）通过设计电路，提高对各种集成电路芯片的认识与理解程度；

3）熟悉逻辑电路的特点；

4）学会熟练使用电路仿真软件如Multisim的使用；

5）提高查找电路故障的能力，培养科学严谨的学习习惯。

4、数字电子钟的技术指标

1）设计信号发生器并产生1HZ频率的时钟脉冲信号；

2）使用7段数码管实现精准的“时”、“分”、“秒”显示计时；

3）以24小时为一个循环计数周期；

4）具有手动校时功能，可以随时调整时间防止时间走时不准。

三、电路设计原理分析

1、整体设计方案

数字电子钟是一种时许组合逻辑电路。

原理图如下：

该系统由信号发生器、计数器、译码器、显示数码管等几部分组成。

该系统的工作过程是：

信号发生器产生稳定的脉冲信号，输出的信号频率为1HZ，作为数字电子钟的基准信号。

信号发生器产生的每秒一次的方波信号输入到时、分、秒的计数器，秒计数器满60后向分钟计数器进位，分钟计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器以24小时为一个周期循环，满24清零从头开始。

所有计数显示都由译码器连接七段数码管显示，当然计数过程中出现误差，可以采用校时电路进行调整。

2、各部分电路设计

1）信号发生器

信号发生器利用555电路，通过电容电阻定时，产生稳定频率的信号脉冲供数字电子钟的基准计数信号。

2）六十进制计数电路设计

整个电子钟电路中秒计数和分计数都要用到六十进制计数电路。

六十进制电路可以利用两片74LS160来实现，具体原理图如下：

3）二十四进制电路设计：

数字电子钟电路中“时”部分要用到二十四进制计数电路。

二十四进制电路可以用两片74LS160来实现，其原理图如下：

4）译码显示电路设计：

译码器与七段数码管相连接，达到翻译代码并显示为数字的作用。

七段数码管显示十进制的数字。

5）校时电路设计：

对于数字电子钟，校时功能应该说是必不可少的部分。

利用单刀双掷开关切断信号脉冲。

当开关打到1端时电路正常计数工作，当开关打到2端时，“时”或“分”部分可以自由计数到你想要的时间。

6）整点报时电路：

采用74LS02和74LS30实现。

四、元件清单

元件名称

个数（个）

74LS48

6

74LS160

74LS00

74LS02

1

74LS30

NE555P

七段数码管

单刀双掷开关

2

蜂鸣器

发光二极管

电阻（100KΩ）

电阻（2KΩ）

电容（4.7μF）

电容（0.01μF）

插线

若干

74LS48:

74LS160：

74LS00:

74LS02：

74LS30：

NE555：

五、仿真电路

使用数字电子仿真软件Multisim进行仿真。

1、脉冲信号发生器

根据公式：

f=1.43/C（R1+2R2）

产生约1HZ的信号脉冲，我们选取C=4.7μF，R1=R2=100KΩ

NE555构成的信号发生器：

2、校时电路

当开关打到一端时电路正常计数计时；

当开关打到另一端时，“时”、“分”

电路处于校时状态，能实现时分的同时校时。

具体仿真电路如下:

图中的单刀双掷开关S1和S2，其中的S1是“时”校时开关；

S2是“分”校时电路，S1置于上端时电路处于“时”校时状态，处于下端是正常计数状态；

S2置于上端时电路处于“分”校时状态，处于下端是正常计数状态。

3、计数电路

1）24进制计数器：

24进制计数器由两片74LS160连接成，采用了反馈清零法，时钟同步。

低位片进位给高位的CTT和CTP。

2）60进制计数器：

4、显示电路

显示电路由74LS48和七段共阴数码管连接，将74LS160输出的信号翻译到数码管上实现显示十进制数的目的。

具体仿真电路如下：

5、整点报时电路

整点报时电路将实现59分50秒到59分59秒期间鸣响，在50、52、54、56、58秒时各响一下。

6、总电路如下：

六、实验结果

信号发生器：

输出波形：

由图看出信号发生器的输出波形的周期约为964ms，可计算出频率约为1.04，和仿真波形几乎相同。

整点报时部分：

总电路

七、实验步骤

1、查找资料确定选题，最终确定数字电子钟为课设题目。

2、查找资料、通过对比确定电路模型及所选取的元件。

3、进行Multisim仿真，不断调试，查看仿真结果是否达到我们期望的效果。

4、仿真无误后，小组三人列出元件清单，一起去电子商城购买所需元件和电路板。

5、按照仿真电路，进行插线。

首先连接信号发生器电路，进行调试，使其稳定输出1HZ的脉冲信号。

6、连接“秒”电路部分，进行调试，使“秒”部分电路实现正常计数功能，再连接“分”电路，进行调试。

7、“秒”、“分”电路计时均正确后连接“时”部分电路，进行调试直至正确计数。

8、“秒”、“分”、“时”电路基本计数功能实现后，连接校时电路，进行调试，直至校时效果出现。

9、校时完成后，连接整点报时电路，实现整点报时功能。

10、所有部分都完成后，进行整个电路所有功能调试，出现故障一部分一部分的检查排除，直至最后效果出来为止。

八、个人体会

我们小组一共三个人，通过我们的共同努力与相互配合，终于比较圆满地完成了这次课设。

在实验过程中有喜有忧，最终能够苦尽甘来，尝到了胜利的果实与成功的喜悦。

课程设计是我们电子技术课程中非常重要的一个环节，也是锻炼我们动手能力与综合运用知识的能力、分析与解决实际问题的能力的一个很好的途径。

另外在设计电路、分析电路中查阅不少的资料，这样扩展了我在电气技术方面的知识和视野，也培养了创造力。

这次课程设计真的可以用“苦尽甘来”来形容，在这个过程中，我们遇到了许许多多的困难，当然也有相应的通过自己的努力解决困难之后的那份喜悦，这份喜悦真的是其他任何喜悦所代替不了的。

我们尝到了设计电路的迷茫；

我们尝到了那巨多连线的复杂；

也尝到了电路连接完成后却没有出现预期效果的那种焦急与烦躁。

调试电路真的是最考验人的细心和耐心的一个过程，需要仔细分析查找问题原因，排除故障，再调试……周而复始，一次又一次，但功夫不负有心人，我们的坚持，我们的不放弃，终于让我们看到了理想的效果，看到了完整的一个作品。

那一刻真的是由衷的开心。

科研，就是这么一个让你欢喜让你忧的东西！

除此之外，这次课设让我们的动手能力有了很大提高，但也发现了自己有很多不足，在以后的学习中还有待提高。

同时也为以后的课程设计积累了一笔丰富的经验，我相信，以后的课设我会越做越好！

最后非常感谢老师的耐心指导和帮助，希望我们的课设有更大突破O（∩_∩）O！

九、小组分工及自我评价

1、小组分工：

王佳琦（我）：

负责整点报时电路和555信号发生器的接线调试和故障排查修改；

部分主体电路故障排查。

陈京杭：

设计并完成multisim电路仿真，仿真电路故障检查和修改；

校时电路调试修改和部分电路故障排查。

张国锐：

负责主体电路包括校时电路、时分秒的计时电路、译码器和七段数码管显示电路的接线；

仿真电路部分故障修改。

元器件我组三人一起购买。

设计成品的每一部分都有我们每个人的努力和参与。

2、自我评价：

这是我们人生中的第一次课程设计，大家都非常认真地对待，非常用心地去做，经过不懈努力，就想种庄稼一样，经过浇水施肥终于在秋天收获了果实，而我们也终于苦尽甘来，完成了作品，达到了理想的效果，我给我们小组评优。