数电电子时钟.doc

课 程 设 计

课程名称 数字电子技术
课题名称 多功能数字时钟
专 业 自动化
班 级 自动化0901
学 号 18
姓 名 李 梁
指导教师 龙泳涛

2011年 11 月 29 日

湖南工程学院
课程设计任务书

课程名称： 数字电子技术
题 目：多功能数字时钟电路

专业班级：自动化0901
学生姓名：李梁
学 号： 18
指导老师：龙泳涛
审 批：

任务书下达日期2011年11月21日星期一
设计完成日期 2011年11月02日星期五

设计内容与设计要求
一、任务与要求：
设计并制作一个数字钟，要求如下：
1．准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间；
2．时计时要求“24翻1”，分和秒的计时为60进制。
3．具有手动和自动校正小时、分钟的功能，要求小时校正时，不影响分和秒的正常计数。
4．整点报时：要求电路在每个整点前鸣叫5次低音（500HZ）,整点时再鸣叫1次高音（1000HZ）。
5．具有暂停功能。
6．扩展功能:自选

二、设计要求：
1、 设计思路清晰，给出整体设计框图；
2、 设计各单元电路，给出具体设计思路、电路器件；
3、 总电路设计；
4、 安装调试电路；
5、 写出设计报告；

主要设计条件

1. 提供直流稳压电源、示波器；
2. 提供TTL或CMOS集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线等。
说明书格式
1、 课程设计封面；
2、 课程设计任务书；
3、 说明书目录；
4、 设计总体思路，基本原理和框图；
5、 单元电路设计（各单元电路图）；
6、 总电路设计（总电路图）；
7、 安装、调试步骤；
8、 故障分析与电路改进；
9、 总结与设计调试体会；
10、 附录（元器件清单）；
11、 参考文献；
12、 课程设计成绩评分表。

进 度 安 排
第一周 星期一：课题内容介绍和查找资料；
星期二：总体电路设计和分电路设计；
星期三：电路仿真,修改方案
星期四：确定设计方案，拟订调试方案,画出
调试电路图,安装电路；
星期五：安装、调试电路；
第二周 星期一~三：安装、调试电路；
星期四~五：验收电路,写设计报告，打印相关
图纸；
星期五下午：带调试电路板及设计报告书进行答辩，整理实验室及其他事情

参 考 文 献
《电子技术与EDA技术课程设计》 郭照南主编
《电子技术课程设计指导》 彭介华 主编
《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编

目 录

一、 设计总体思路………….……………………7
1. 总体思路……………………………………………………….7
2. 基本原理……………………………………………………….7
二、 单元电路……………………………………..8
（一） 秒计数器模块……………………………………...8
（二） 分计数器模块……………………………………...9
（三） 小时计数模块……………………………………...9
（四） 24小时翻1模块..…………………………………10
（五） 报时电路...…………………………………………10
三、 总电路设计…………………………………..11
四、 安装与调试…………………………………..12
五、 故障分析与电路改进………………………..13
六、 总结与设计调试体会………………………..14
七、 附录…………………………………………..15
八、 课程设计评分………………………………..16

一 总体设计思路
1，总体思路：
设计要求是设计一个数字时钟电路，是能够实现记时的功能。可用计数器实现所要求的功能，秒钟和分钟都是采用六十进制，时钟采用二十四进制，故可以分别采用两块74LS192组成六十进制的秒钟和分钟，并产生一个进位输出信号，采用两块74LS192组成二十四进制，并产生一个进位输出信号。
2，基本原理：
两片74LS192，一片接高位一片接低位，片2接持续一秒的脉冲，片2的进位输出接片1的CP，将片1的Q1和Q2接一个与门并接清零端，这样就实现了一个六十进制的秒计数器。采用同样的方法可以实现六十进制的分计数器，并将秒计数器的进位输出接分计数器的输入，这样就实现了秒向分的进位。同样用两片74LS192，一片接高位一片接低位，将分进制的输出接片2的输入，并将片2的置数端和CPd接高电平片1的Q1和片2的Q2接与门并清零这样就接成了二十四进制的时计数器。将秒计数器的片1的Q0和Q1和片2的Q0还有分计数器的片1的Q0，Q2和片2的Q0，Q3全接与门，然后接报时器，这样就实现了报时的功能。

二 单元电路
一 秒计数
电路中与门的输出除了接清零端外还将其介入分计数器块的输入端，这样才能实现秒向分的进位。
图

二 分计数
分计数块的输入接受来自秒计数块的进位，同样与门除了接清零端外还接到时计数块的输入。
电路图如下：

三 时计数
接受来自分计数的进位输出
电路图如下：

四 二十四翻一得计数
电路图如下：

五 报时电路
将分计数器的第二片的Q0，Q2，第一片的Q0，Q3，秒计数器的第二片的Q0，Q2和第一片的Q0通过与门连接起来。
单元电路如下：

三 总电路
将各部分电路按照正确的方法连接起来就得到如下的总的电路图：

四、 安装与调试
（1）安装
1）领取实验箱子，面包板，以及设计电路所需要的各种芯片，并测试各芯片的好坏。
2）将面包板固定在实验箱中，然后将已测试好的芯片合理的安装在面包板上。
3）接通实验箱的电源，然后在实验箱中检测每根导线的好坏，为接电路做准备。
4）按照已仿真好的电路图进行分模块接线，并在每个模块接好后，进行模块电路的测试。
5）将各模块安装好以后，再将模块之间连接起来，待整个电路安装完成以后，接通实验箱的电源，观察电路的运行情况，看电路能否正常工作，如果电路不能正常运行，则进行下一步工作——调试。
（2）调试
1）检查所用的7片8段显示器是否是好的。
2）检查面包板上的芯片是否与面包板接触良好。
3）检查各芯片的电源和地是否接完整。
4）观察是否与实验箱接触，如果接触将面包板调整适当高度。
5）检查导线是否与面包板接触不良。
6）利用发光二极管为状态灯，对电路的各模块进行检查观察各模块电路是否正常。
7）检查所接电路是否与仿真电路相符，观察是否有漏接的元件或导线。

五、故障分析与电路改进
实验中遇到的最大的问题便是接线，由于电路复杂，线密集经常出现接线接错位置从而导致电路无法正常实现其功能，因此在接线之前要全面布局，计算好，使线不至于太过于密集。
在接各种芯片之前首先要测试好个芯片的性能，免得等线接好后发现芯片是坏的。
接线完之后.我发现显示分的数码管的个位没有变化，在排除接线错误和原理图有错的情况下,断定这个芯片有问题,果然，当换了一块芯片后，秒的进位成功的给了分的个位。在进行手调的时候，手调出错，通过分析,排除了线路接触不良的问题,通过网上查询，发现是由电路出错导致，通过认真的思考，在接了一个与门后，成功的实现了手调功能，总结下来,设计电路和接线的时候不够仔细认真,到接完了线在出错，就很难找出来，那时候就纠结了，所以在设计和接电路时要认真，不能马虎。

六 总结
两周的课程设计走的有点匆忙，拿到任务书的那一刻才知道自己平时学的东西还不够扎实，我也懂得了做任何事都要端正自己的态度，千万不要眼高手低。
这次数字时钟设计的主要困难在于实现手调和报时，这两部分的逻辑电路需要认真的思考和查找资料，并连接与非门等的逻辑电路.为了很好的完成这次课程设计,翻阅了很多资料,也领略到了书到用时方恨少的哲理.同时也感觉理论和实际之间存在着很大的差距。
这次课程设计也是考验我们与同学合作的能力，只有分工明确才能使团队达到最好的状态，才能充分的发挥各自的能量。这次设计我主要负责秒计时和分计时的设计，另外几部分的设计有搭档完成，这充分展示了我们合作的精神。
这次数电课程设计让我感触颇深.从中发现自己有很多的不足,我将努力学习去填补这些不足,这次设计也在我的大学生道路上留下很深刻的记忆。

七、附录（元器件清单）

元件功能
标号
数量（片）
十进制同步计数器
74LS192
7
四2输入正或门
74LS32
1
四2输入与门
74LS08
4

参考文献
《电子技术与EDA技术课程设计》 郭照南主编
《电子技术课程设计指导》 彭介华 主编
《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编

八、课程设计评分
项 目
评 价
设
计
与
总
结
报
告
方案设计与论证

单元电路设计与合理性

电路图

测试结果的分析

特色与创新

实际制作完成情况

答辩情况

过程监控情况

综合评分

指导教师签名：________________
日 期：________________

注： 此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。

电气与信息工程系课程设计评分表
项 目
评 价
设计方案的合理性与创造性

硬件制作或软件编程完成情况*

硬件制作测试或软件调试结果*

设计说明书质量

设计图纸质量

答辩汇报的条理性和独特见解

答辩中对所提问题的回答情况

完成任务情况

独立工作能力

组织纪律性（出勤率）

综合评分

指导教师签名：________________
日 期：________________

注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。