自动电子钟.doc

一、设计题目及要求
题目：自动电子钟
要求：1．用24小时制进行时间显示；
2．能够显示小时、分钟；
3．每秒钟要有秒闪烁指示；
4．上电后从"00：00"开始显示。
5．整点报时，喇叭响两秒；
6．可设定夜间某个时段不报时。
二.设计思路
1为使电路有秒闪烁功能，需用分频器将输入的366hz信号进行分频得到1hz的秒脉冲，作为开始的输入信号，接二极管为秒闪烁。
2.为使电路有计时功能,分别利用两个十进制74160设置成六十进制和二十四进制计数器。利用已经设计完成的两个六十进制和一个二十四进制计数器进位连接完成时,分,秒的计时功能。
3.用四个74151和BCD—七段7449译码器设计成电路完成数字显示功能.用一高频信号快速扫描做成扫描电路，显示小时和分钟四位数字和秒闪烁。
4.用一个D触发器和一个二进制计数器做成响铃两秒的整点报时电路。
三.设计过程
1．秒闪烁功能实现
为获得1hz秒脉冲，用两个74161设置成183分频器，将输入的366HZ的脉冲得2HZ脉冲，再用一个D触发器得到1hz的时钟脉冲（如图一），将秒脉冲用一个输出端引出，接到显示管的dp上，用扫描电路在分钟的显示位实现秒闪烁。
图一 分频原理图

分频仿真图
2．计时功能的实现：
用两个74160采用整体置数法分别构成六十进制计数器（如图二）和24进制计数器（如图三）用两个六十进制一个二十四进制计数器分别完成秒，分，小时的计时功能。然后将三者依次异步连接（如图四），实现24小时计时。

图二 六十进制原理图

六十进制计数器仿真图
图三. 二十四进制计数器

二十四进制计数器仿真波形
图四 二十四小时计时原理图计时仿真波形
3.扫描电路,即二十四小时显示功能的实现
扫描电路由74161构成的四进制计数器，四个八选一数据选择器74151和7449七段译码器构成，扫描电路图如图五所示，秒闪烁显示与分钟显示在同一扫描时间。
图五 扫描显示原理图

扫描显示仿真波形图

4．整点报时，喇叭响两秒：
将分钟向小时的进位信号接到D触发器的时钟信号输入端，将1Hz的时钟信号接到用74160接成的2进制计数器的时钟信号端，当分钟向小时有进位且时钟输入为一Hz脉冲时，连续送出两秒的高电平（如图六），设置夜间22点至5点不响铃，用四个比较器实现报时时间段设置（如图七），两个74151设置为5，另两个74151设置为22，只有在满足小时数大于5且小于22的整点才会报时，最后连成整点报时总电路（如图八）。
图六 响铃两秒原理图图七 设置报时时间段电路原理图图八 整点报时总电路图 整点报时仿真图
5.自动电子钟功能实现
将分频（fenpin），计数(jishu)，显示(xianshi)，报时(ring)四个模块连接起来（如图九）。图九 自动电子钟总图
四．硬件测试及结果
对各个部分进行编译，仿真后，总电路也进行编译后，进行相应的外部电路连线，下载到实验箱，对设计的电路进行硬件的仿真，对电路进行验证；走时和时间的显示都符合电路的设计要求，当6点到达时喇叭响两秒，之后每到整点均报时，到22点进入夜间不响状态，时间符合设计。
五．心得体会
两周的EDA课程设计即将结束，回望这两周，感觉收获颇丰，体会也很多。刚开始从以前实习的同学那打听的小道消息说EDA课程设计有自动电子钟，八音琴，游戏机等很多有趣的东西，当时我很好奇，但也很害怕，感觉自己对已学的知识没有真正的把握，不知道能不能做出来，带着这种心情我来到了实验室。
第一天上午老师讲了软件有关知识，并作了相应的例题，看着老师熟练的操作，心中羡慕不已。下午老师讲完硬件知识，才觉得有点信心。拿到题目后，我需要做的是一个自动电子钟。然后就开始着手去做，开始思路并不清晰，而且走了很多弯路，中间也出了很多错误和问题，比如设计出计数器后，在59分钟时就有小时进位或者秒钟在20s、40s都会有进位。还有电路仿真时有一些电路有竞争冒险现象发生，并且对实验效果影响很大。每当出现一个问题时，我都感到很烦躁，晚上做梦都在想为什么出错，可是每个问题解决后给我带来的那份喜悦，真的难以用言语来表达。后来，有的模块可以用几种电路都能实现，挺好玩，这应是收获最多之处。
这次设计过程是我第一次对专业所学知识的动手运用过程，经过这次试验我发现自己所学的知识并不扎实，以前觉得课本学懂了，实际用时发现并不会用，经过这次实践，才发现课本的学习与运用有很多差距，尤其对于我们学工程的学生，对动手能力要求很高，这也是我以后在实验过程中所要提高的地方。另外，在这次设计过程中，有时遇到问题我就心浮气躁，结果反倒越搞越遭，心情平静下来后，才发现问题原来很简单，我想这也是我今后再学习和生活中处理问题时所应注意的。
这次实验基本为自己独立完成，感觉小有成就。在处理问题的过程中，各位老师和很多同学给了我很多帮助，在这里我表示衷心的感谢。