多功能数字钟的设计优质报告.doc

多功效数字钟设计汇报

目 录

1．试验目标………………………………………………………………………2
2．试验题目描述和要求 …………………………………………………………2
3．设计汇报内容…………………………………………………………………2
3.1试验名称………………………………………………………………………2
3.2试验目标………………………………………………………………………2
3.3试验器材及关键器件…………………………………………………………2
3.4数字钟基础原理和电路设计…………………………………………………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数字电子钟组装和调试……………………………………………………9
4．试验结论………………………………………………………………………9
5．试验心得………………………………………………………………………10

参考文件 …………………………………………………………………………10

1．试验目标
※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统设计、安装、测试方法；
※深入巩固所学理论知识，提升利用所学知识分析和处理实际问题能力；
※提升电路布局﹑布线及检验和排除故障能力；
※培养书写综合试验汇报能力。
2. 试验题目描述和要求
1、基础要求
（1）能进行正常时，分，秒计时功效，分别由6个数码管显示二十四小时、60分钟、60秒钟计数显示。
（2）、含有清零功效。
（3）、含有开、关功效。
2、发挥部分
（1）能实现“校时”“校分”功效：当按下“SA”“校时”键时，计时器快速递增，并按二十四小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器快速递增，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，最终一响为高音，最终一响结束为整点，报时频率可定为1KHz。）
能进行整点报时：当计时抵达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次抵达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)
3、对电路进行逻辑功效仿真。
3．设计汇报内容
3.1试验名称: 数字电子钟
3.2试验目标
·掌握数字电子钟设计、组装和调试方法；
·熟悉集成电路使用方法。
3.3试验器材及关键器件
（1）74LS160 74LS48（ 6片）
2） 施密特触发器（2片）
（3）74LS2O （3片）
（4）74LS04 (2片）
（5）七段显示器（6片）
(6)电阻、电容、导线等（若干）

3.4 数字钟基础原理及电路设计
一个含有计时、校时、报时、显示等基础功效数字钟关键由振荡器、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，计数结果经过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并经过显示器显示时间。数字钟整机逻辑框图以下：

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、十位和“时”个位、十位计时。“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
由分频器来秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目标累加，并达成60秒时产生一个进位信号，所以，选择两片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。图3-4-3-1所表示。

图3-4-3-1所表示（60进制计数结构）
（2）二十四进制计数
“12翻1”小时计数器是根据“01——02——03——……——22——23——00——01——02——……”规律计数，这和日常生活中计时规律相同。在此试验中，它是由两片cc40192和一片cc4011结组成同时二十四计数器，利用异步清零端实现起从23——00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。图3-4-3-2所表示.

图3-4-3-2所表示（24进制计数结构）
（二）显示器
本系统用七段发光二极管来显示译码器输出数字，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”校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本试验实现“时”“分”校对。对校时要求是，在小时校正时不影响分和秒正常计数；在分校正时不影响秒和小时正常计数。

（四） 整点报时电路
能进行整点报时：当计时抵达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次抵达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

4. 试验结论
经过利用数字集成电路设计二十四小时制数字电子时钟，经过试验，成功实现了一下基础功效：
1. 能进行正常时，分，秒计时功效，分别由6个数码管显示二十四小时、60分钟、60秒钟计数显示。
2. 含有清零功效。
3. 含有开、关功效。
4. 能实现“校时”“校分”功效：当按下“SA”“校时”键时，计时器快速递增，并按二十四小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器快速递增，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：当计时抵达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次抵达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)
5.设计过程中问题及处理方法
1.在设计过程中第一个问题就是进位问题，刚开始时候，因为不了解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.在选择进位和置数芯片时，刚开始错误地选择了7421，没考虑160这块芯片。处理方法是把7421换成7420，再加上一个非门，组成电路。
6.试验总结
经过这次数字电子钟课程设计，把学到东西和实践相结合。从中对我学知识有了更深入了解，而且更深入地熟悉了芯片结构及掌握了各芯片工作原理和其具体使用方法。也锻炼了自己独立思索问题能力和经过查看相关资料来处理问题习惯。经过学习，我明白了很多事情，要想完成这个设计，就要努力坚持.
参考文件
1. 数字电子技术试验指导书
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