多功能数字钟的设计报告

数字电子钟设计报告

多功能数字钟的设计报告

目 录

1．实验目的???????????????????????????2 2．实验题目描述和要求 ??????????????????????2 3．设计报告内容?????????????????????????2 3.1实验名称???????????????????????????2 3.2实验目的???????????????????????????2 3.3实验器材及主要器件??????????????????????2 3.4数字钟基本原理和电路设计???????????????????3 3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择??????????3-8 3.6数字电子钟电路图???????????????????????9 3.7数字电子钟的组装与调试????????????????????9 4．实验结论???????????????????????????9 5．实验心得???????????????????????????10

参考文献 ????????????????????????????10

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1．实验目的

※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；

※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； ※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力； ※培养书写综合实验报告的能力。 2. 实验题目描述和要求

1、基本要求

（1）能进行正常的时，分，秒计时的功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数显示。

（2）、具有清零功能。 （3）、具有开、关功能。 2、发挥部分

（1）能实现“校时”“校分”功能：当按下“SA”“校时”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器迅速递增，并按60分钟循环，计满59分钟后返回00；但不向“时”进位。

（2）能利用扬声器做整点报时：整点自动报时。（参考：在离整点10s内，便自动发出鸣叫声，步长1s，每隔1s鸣叫一次，前四响是低音，最后一响为高音，最后一响结束为整点，报时频率可定为1KHz。）

能进行整点报时：当计时到达59分50秒后，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”信号(其声音频率为500HZ)，连续5次到达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

3、对电路进行逻辑功能仿真。 3．设计报告内容

3.1实验名称: 数字电子钟 3.2实验目的

·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法； ·熟悉集成电路的使用方法。 3.3实验器材及主要器件

（1）74LS160 74LS48（ 6片） （2） 施密特触发器（2片） （3）74LS2O （3片）

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（4）74LS04 (2片） （5）七段显示器（6片） (6)电阻、电容、导线等（若干）

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3.4 数字钟的基本原理及电路设计

一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。数字钟的整机逻辑框图如下：

时显示分显示秒显示报时比较器24进制计数器60进制计数器60进制计数器1秒校时时钟校时按钮校分按钮多功能时钟电路的设计框图

3.5数字电子钟单元电路设计、参数计算和器件选择 （一）计数器

秒脉冲信号经过6级计数器，分别得到“秒”个位、十位、“分”个位、十位以及“时”个位、十位的计时。“秒”“分”计数器为六十进制，小时为二十四进制。

（1）六十进制计数

由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器

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应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片cc40192和一片cc4011组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。如图3-4-3-1所示。 1312111091514QAQBQCQDQEQFQG74LS48QAQBQCQDQEQFQGA1A22A31A4U51312111091514U474LS48ABCDBI/RBORBILTU26:A74LS20A271A126453POW7126453POWA4B1B2A314131211156Q0Q1Q2Q3RCOZS0U274LS1601413121115ABCDBI/RBORBILTSLC054Q0Q1Q2Q3RCOU174LS160ENPENTCLKLOADMR33456SLC0710CLK2ZS09MR174LS04JW043456D0D1D2D3U20:BPOW710CLK29MR1ENPENTCLKLOADMRD0D1D2D3 图3-4-3-1所示（60进制计数构造）

（2）二十四进制计数

“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——??——22——23——00——01——02——??”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，它是由两片cc40192和一片cc4011构造成的同步二十四计数器，利用异步清零端实现起从23——00的翻转，其中“24”为过渡状态不显示。其中，“时”十位是3进制，“时”个位是十进制。如图3-4-3-2所示.

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数字电子钟设计报告 1312111091514QAQBQCQDQEQFQG74LS48QAQBQCQDQEQFQGA9A10A11U231312111091514U2274LS48ABCDBI/RBORBILT71264531312A11109U10:B74LS20A9A10B5B61413121115Q0Q1Q2Q3RCOU2174LS16014131211157126453SLC2ABCDBI/RBORBILTGNDQ0Q1Q2Q3RCOU374LS160ENPENTCLKLOADMRZS283456SLC2710SW12ZS29MR13456GNDGND710SW12ZS29MR1EN1ENPENTCLKLOADMRD0D1D2D3D0D1D2D3 图3-4-3-2所示（24进制计数构造） （二）显示器

本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两种：共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的显示器是共阴极显示器。 （三）校时电路

当数字钟走时出现误差时，需要校正时间。校时电路实现对“时”“分”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

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SASW1CLKSW0CLK2JW1SBCLKCLK2JW0EN1POWSW-DPDT-MOMEN0POWSW-DPDT-MOM （四）整点报时电路

能进行整点报时：当计时到达59分50秒后，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”信号(其声音频率为500HZ)，连续5次到达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

A5A7A81A624574LS2174LS11U12:A6A1A2345U15:B64U13:B65274LS081U13:A374LS08U1743POW211514GND1312B111B210A39GND7X0X1X2X3X4X5X6X7ABCE74HC151YY56910U13:C874LS08U13:A(B)LS2U14:AA4174HC142GNDSOUNDER 4. 实验结论

通过运用数字集成电路设计的24小时制的数字电子时钟，经过试验，成功实现了一下基本功能：

1.能进行正常的时，分，秒计时的功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数显示。 2.具有清零功能。 3.具有开、关功能。

4.能实现“校时”“校分”功能：当按下“SA”“校时”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器迅速递增，并按60分钟循环，计满59分钟后返回00；但不向“时”进位。

5.能进行整点报时：当计时到达59分50秒后，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”信号(其声音频率为500HZ)，连续5次到达整点，发出一次高音“嘀”信号(其

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声音频率为1000HZ)

5.设计过程中的问题及解决方法

1.在设计过程中的第一个问题就是进位的问题，刚开始的时候，由于不了解160这块芯片，不知道哪端是进位端，从而花了很多时间了解这块芯片。从书上，网上查阅资料得以了解。 2.在选择进位与置数的芯片时，刚开始错误地选择了7421，没考虑160这块芯片。解决方法是把7421换成7420，再加上一个非门，构成电路。 6.实验总结

通过这次数字电子钟的课程设计，把学到的东西与实践相结合。从中对我学的知识有了更进一步的理解，而且更进一步地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。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。通过学习，我明白了很多事情，要想完成这个设计，就要努力坚持.

参考文献

1. 数字电子技术实验指导书

2. 模拟电子技术基础简明教程 余孟尝主编 高等教育出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yg25.html