电子技术数字时钟报告电路原理图.docx

电子技术课程设计报告

设计题目：数字电子时钟
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完成时间：

一.设计题目：数字电子时钟
二.设计目的：
1.熟悉集成电路的引脚安排和各芯片的逻辑功能及使用方法。
2.了解数字电子钟的组成及工作原理 。
3.熟悉数字电子钟的设计与制作。

三、设计任务及要求
用常用的数字芯片设计一个数字电子钟，具体要求如下：
1、以24小时为一个计时周期；
2、 具有“时”、“分”、“秒”数字显示；
3、 数码管显示电路；
4、具有校时功能；
5、整点前10秒，数字钟会自动报时，以示提醒；
6、 用PROTEUS画出电路原理图并仿真验证；

四、设计步骤：
电路图可分解为：1.脉冲产生电路；2.计时电路；3.显示电路；4校时电路；5整点报时电路。
1.脉冲电路是由一个555定时器构成的一秒脉冲，即频率为1HZ；电路图如下：

2.计时电路即是计数电路，通过计数器集成芯片如：74LS192 、74LS161、74LS163等完成对秒脉冲的计数，考虑到计数的进制，本设计采用的是74LS192。秒钟个位计到9进10时，秒钟个位回0，秒钟十位进1，秒钟计到59，进60时，秒钟回00，分钟进1；分钟个位计到9进10时，分钟个位回0，分钟十位进1，分钟计到59，进60时，分钟回00，时钟进1；
时钟个位记到9进10时，时钟个位回0，时钟十位进1，当时钟计数到23进24时，时钟回00.电路图如下：

3.显示电路是完成各个计数器的计数结果的显示，由显示译码器和数码管组成，译码器选用的是4511（七段显示译码器），LED数码管选用的是共阴极七段数码管，数码管要加限流电阻,本设计采用的是400欧姆的电阻。电路图如下：

4.校时电路通过RS触发器及与非门和与门对时和分进行校准，电路图如下：

5.整点报时电路即在时间出现整点的前几秒，数值时钟会自动提醒，本设计采用连续蜂鸣声；
根据要求，电路应在整点前10秒开始整点报时，也就是每个小时的59分50秒开始报时，元器件有两个三输入一输出的与门，一个两输入一输出的与门，发生器件选择蜂鸣器。具体电路图如下：

六.设计用到的元器件有：与非门(74LS00)，与门(74LS08，74LS11)，7段共阴极数码管，计数器芯片74LS192，555定时器，4511译码器，电阻，电容，二极管（在电路开始工作时，对计数电路进行清零时会使用到单刀双掷开关。设计电路图如报告夹纸。

七.仿真测试：
1.电路计时仿真
电路开始计数时：

计数从1秒到10秒的进位，从59秒到一分钟的进位，从1分到10分的进位，从59分到一小时的进位，从1小时到10小时的进位，从23小时到24小时的进位，然后重新开始由此循环，便完成了24小时循环计时功能，仿真结果如下：
1. 7. 2. 8.
3. 9.
4. 10.
5. 11.
6. 12.
13.
2.电路报时仿真

由电路图可知，U18：A和U18：B的6个输入引脚都为高电平时，蜂鸣器才会通电并发声，当计数器计数到59分50秒是，要求开始报时，而59分59秒时，还在报时，也就是说只需要检测分钟数和秒计数的十位，5的BCD码是4和1,9的BCD码是8和1，一共需要6个测端口，也就是上述的6个输入端口，开始报时时，报时电路状态如图：

3.校时电路仿真

正常计时 校时

U15：D和u15:C是一个选通电路，12角接的是秒的进位信号，9角接的是秒的脉冲信号，当SW1接到下引脚时，U15：D接通，u15:C关闭，进位信号通过，计数器的分技术正常计时；当SW1接到上引脚时，U15：D关闭，u15:C接通，校时的秒脉冲通过，便实现了分钟校时，时钟的校时与分钟校时大致相同。

八.心得体会以及故障解决
设计过程中遇到了一个问题，就是在校时电路开始工作时，校时的选择电路会给分钟和时钟的个位一个进位信号，也就是仿真开始时电路的分钟和时钟个位会有一个1。为了解决这个问题，我采用的是在电路开始工作时，同时给分钟和时钟的个位一个高电平的清零信号来解决，由于时钟的个位和十位的清零端是连在一起的，再加上分钟的个位，在校时小时的时候且当小时跳完24小时时，会给分钟的个位一个清零信号，这时在电路中加一个单向导通的二极管变解决了，具体加在那儿，请参考电路图。
在设计过称中，我们也许遇到的问题不止一个两个，而我们要做的是通过努力去解决它；首先我们要具备丰富的基础知识，这是要在学习和实际生活中积累而成的；其次，我们还有身边的朋友同学老师可以请教，俗话说：三人行，必有我师；最后，我们还有网络，当今是个信息时代，网络承载信息的传递，而且信息量非常大，所以我们也可以适当的利用网络资源。
通过这次对数字钟的设计与制作，让我了解了设计电路的步骤，也让我了解了关于数字钟的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真，仿真成功之后才实际接线。但是仿真是在一个比较好的状态下工作，而电路在实际工作中需要考虑到一些驱动和限流电阻等等，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约和干扰。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。 这次学习让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解，才能在实际生活和工作中应用起来。