十二进制时钟

课程设计任务书
课程设计题目：十二进制数字钟
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指导教师: 职称 :
课程设计进行地点：
任务下达时间： 2011 年 12 月 19 日起止日期： 2011年12月19日起——至 2011年12月30日止
教研室主任 2010年 12 月 31 日批准
1.方案设计
1.1设计题目：十二进制数字钟设计
1.1设计目的：（1）能独立查阅、整理、分析有关资料
（2）能用简单的数字电路完成设计任务
（3）掌握组合逻辑器件
1.2基本要求：
(1) 时钟开关系统
（2）时钟校时系统
（3）时钟计时系统（12进制计时系统，60进制计分/秒系统）
（4）时钟定时系统
（5）时钟整点报时系统
（6）时钟定时系统
1.3 用硬件电路完成全部或部分功能
2.设计过程的基本要求：
2.1 基本部分必须完成，其他功能可以根据自己的能力有选择的完成设计。

2.2 符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图。

3.报告的基本要求：
3.1 要求用A4纸打印，不允许复印，格式参照毕业设计论文格式。

3.2装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、
正文、参考文献。

摘要
当今，电子电路已经融入了现实生活中，数字电路课程设计是在数字电路理论基础上进行的一次大规模的数字电路课程设计是在数字电路理论基础上进行的一次大规模的综合性系统设计,通过系统设计可以培养学生的综合设计能力,以此来检验学生是否能够把学到的理论知识综合地运用到一些复杂的数字系统中去,使学生在实践基本技能方面得到一次系统的锻炼。

，其中就运用到了电子电路。

它是通过集成的编码器对数字信号编码，通过数字元件表示出来的。

一般在时钟设计系统中多采用74LS48,74LS290,74LS161,74LS85,555触发器，SQ触发器和一些基本逻辑门来实现。

在我组设计中对以上芯片的使用如下：74LS48：作为时钟显示系统的主要芯片
74LS290：作为时钟计时系统的主要芯片，为12进制、60进制的实现做核心部分
74LS161：该芯片是实现时钟开关、报时响铃的电路提供始信号的
74LS85：作为比较逻辑芯片的85，它有特色的使用空间，为实现整点报时，定时系统中被使用
555触发器:为实现开关系统、响铃系统的核心
SQ触发器：在我组设计中虽然该触发器只是用一次，但它是为了实现12进制计时系统而存在的，是至关重要的。

关键字编码，译码，数码管，数字信号。

目录
摘要 (3)
引言 (5)
1 设计任务描述 (6)
1.1设计题目 (6)
1.2设计任务要求 (6)
2 设计方案 (7)
2.1时钟校时系统： (9)
2.2十二进制计时系统及显示系统： (10)
2.3六十进制计时系统及显示系统：................ 错误！未定义书签。

2.4时钟开关系统： (12)
2.5整点报时系统 (14)
2.6时钟响铃系统 (15)
2.7时钟定时系统 (16)
3 设计框图......................................... 错误！未定义书签。

总结............................................... 错误！未定义书签。

引言
十二进制数字钟是通过74LS148编码器对六个输入信号的输入进行编码，输出给显示译码器译码给数码管显示的一个电子电路。

外加上定时器电路和整点报时电路、校时电路，就构成了一个完整的十二进制数字钟。

通过设计这个十二进制数字钟，更加加深了我对编码器和译码器的认识和理解，还有对电子电路的认识，更加提高了我的动手能力，还有设计思维能力，使我受益匪浅，更能让我们对电子产品的认识和开阔我们的视眼。

1 设计任务描述
1.1设计题目
十二进制数字钟
1.2设计任务要求
1：时钟在不同时刻要在显示器上显示出对应的时间，并且要便于区分时、分、秒
2：时钟在整点时刻要有相应的报时系统，便于知道整点
3：时钟也应有定时系统，便于定时使用
4：在时间不对的情况下还要有相应的校时系统，便于及时修改时间的错误5：在整点报时和定时闹铃是要有相应的反映，如：扬声器的嘀嘀嘀响声，要求响声时间是有一段时间性
2 设计方案
2·1校时系统
校时系统是通过与非门、非门、与门三态门连接并且还具有反馈电路来实现电路的校时
开关K连接上方时也为接R非端，此时R非接地视为0，那么Q、Q非的结果就对应表中的值，Q、Q非再将信号传给与或非门，在与或非门上与门出一输入端是Q非，另一端为要校时系统反馈会的信号1。

在下一个与门中，一端是Q 输入端，另一端是电源信号永远视为1，在这种情况下与或非门输出的结果是0，在通过非门后结果是1，信号1输送给要小时的计时系统，使得计时系统加一。

同理在开关K 接到S非时，结果反之为计时系统减一。

2·2十二进制计时系统
十二进制系统是通过290和SQ触发器来实现，其中采用290个位数字（十进制）逢十进一，进到十位（二进制）是的其得一变成12/11点，同时在显示系统（48）上显示对应的数字。

74LS290芯片的使用使得十二进制计时系统得一成功的运行，当信号源接在CP0非上时，所有的S91、S92都接地至零，所有的Q0接到CP1非端。

74LS290(2)计数器输出Q1与74LS290（1）的Q0与门得出新的反馈信号给74LS290（1）的R01、R02使得其结果至零。

同时将74LS290（1）的CP0非接在74LS290（2）Q1。

74LS290芯片的功能表得到的十二进制的功能表如下：
2·3 六十进制计分/秒系统及其对应的显示系统
六十进制计分/秒系统也是通过290和与门共同作用来实现它通过两个十进制的290，由后一个290逢十进一来为前一个290得一，同时两个290也是达到59时在进行归零。

48芯片对应的显示除对印度的数字（对应的分/秒）。

当S91、S92同时接地为低电平,74LS290(2)的R01、R02不接至空，74LS290(1)的R01、R02接反馈的信号，74LS290（1）的Q0接到CP1非构成归零、Q1与Q2接到与门上都得到结果反馈给R01、R02，CP0非将信号输给74LS290（2）的Q3，74LS290（2）的Q0信号反馈给CP1非构成归零。

在系统作用下可以得到六十进制：
在显示系统中74LS48芯片的信号输入端是计时、计分、记秒系统的输出端，由74LS290提供，显示芯片的数字是工作原理如下：
74LS290输出端Q0Q1Q2Q3的信号输给74LS48的输入端，再有74LS48处理后将信号传送到显示芯片，显示芯片在显示出相应的数字。

例如12：34：56的实
2·4时钟开关系统
时钟开关系统是通过555触发器和161共同作用，利用555触发器是信号源得以放大，161是的信号频率得到调整到时钟系统所需的频率阶段。

555触发器的应用为以下：将4、8接到电源上提供555触发器的工作，在7与电源之间加入电阻R1和滑动电阻R2供调解电流的大小，其他引脚的接法都是为了完成555定时器组成多谐振荡器，其振荡器产生的信号周期T=tw1+tw2=0.7(R1+2R2)C。

信号经过555后传送给74LS161有三片74LS161递进作用讲信号放大，提供给时钟其他系统便于时钟系统有序进行。

其中74LS161要把S1、S2、LD非、CR非接入额定电源，便于放大信号。

2·5时钟整点报时系统
整点报时系统是通过85芯片（比较器）和与门共同作用实现的，在使用时只是将四个85芯片分别连接到计分、计秒，当整时计分、计秒的290分别出现为00，所以我们将85定位01，所以当整时时85才导通，其余时间的数字都大于或等于01，此时定位非导通。

当导通时产生的信号就会传送下一阶段（响铃系统）。

由于整点时计时为大于或等于零的数，既计分、计秒的全为零。

要设定整时系统就必须74LS85芯片设定的数为以下几种：（1）P=Q，计分、计秒的数字要与设定的数字相同为0。

（2）P<Q，计分、计秒输入的数字要比设定的数字小，由于整点时分、秒为00：00，所以将74LS85芯片设为0001，而输入的数字为0000.，那么1> 0时就是整点时。

在上两种情况后，如果（1）输入的信号值预设的相同就输出1。

（2）输入信号小于预设信号，则输出为1。

那么在四片74LS85的输
出信号在输入一片与门后得到结果为1，输给响铃系统，响铃系统发出响应的反应。

如果四片74LS85中有一片输出为0，即不符合上两种设定，在输给与门后其结果定为0，那么响铃系统不发生反应。

2·6时钟响铃系统
该系统是由上一系统传送下来的信号作始源信号，在通过振荡器、信号放大器（555触发器）来是的信号得到放大后，在传送给扬声器，是的扬声器发出一定的响声。

同时由于555触发器和振荡器系统的共同作用是的扬声器的发声时间得以延续一定时间。

2·7时钟定时系统
定时系统是通过85（比较器）和与门共同作用，它实在讲输入段（A0、A1、A2、A3）于计时、计分系统输出端连接，同时设定端(B0、B1、B2、B3)设定好时间数字，然后于输入端的信号比较：如果条件满足设定就将所得的结果输出，在最后与门得出结果为1，在输送给响铃系统，响铃系统在做出应答发出响声；如果有一个比较器比较的结果不符合设定，将会在与门出得到结果为0，再出给响铃系统，响铃系统不再作出相应。

例如：闹铃设置时间为12：34，即设定85（1）B0B1B2B3=0001、85（2）B0B1B2B3=0010、
85（3）B0B1B2B3=0011、85（4）B0B1B2B3=0100，接入的计时、计分的信号端A0A1A2A3信号输入后与设置的B0B1B2B3比较。

如比较相同（例如：85（1）A0A1A2A3=B0B1B2B3）时，则输出结果为高平信号1，同理当所有的都相同时四片85芯片输出的信号全为高电平1，再将输出的高电平信号1输给与门，其结果也为1。

如果在四片85芯片中有一片比较的值不同时，将输入给与门的信号通过与门后其值为低电平0。

在与门后的信号输给响铃系统，使得响铃系统给出相应的反应，如与门输出为1时，响铃系统则发出响声；如果与门输出为0时，响铃系统则不发出响声。

2.1 时钟校时系统
2.2 十二进制计时系统
2.3 六十进制计分/秒系统及其对应的显示系统
2.4 时钟开关系统
2.5时钟整点报时系统
2.6时钟响铃系统
2.7时钟定时系统
3. 设计框图
所用芯片及器材:
（1）芯片：74LS48（6）、74LS290（5）、74LS161（3）、74LS85（8）、555触发器（2）、SR触发器（1）、逻辑与门（5）、逻
辑与非门（2）、逻辑非门（3）、逻辑与非门（2）
（2）器材：电阻（8）、三极管（1）、电容（5）、开关（18）、扬声器（1）、电源（U1、U2）、导线若干、显示器（6）
总结
两周的数电课程设计结束了，通过和其他小组成员的讨论和商量，完成了我们组的十二进制时钟的设计。

该系统主要由组合逻辑电路和74LS161计数器、74LS290、74LS85比较器、74LS48译码器构成，对输入信号的计数和译码，并通过数码管显示。

通过这次对组合逻辑电路的设计分析学习，我们初步掌握了74LS161计数器、74LS290、74LS85比较器、74LS48译码器的基本原理，了解了设计一个电路所要经历的基本流程。

并认真学习了有关的芯片资料，如中74LS161计数器、74LS290、74LS85比较器、74LS48译码器74LS48译码器的原理和应用以及功能等。

这对我们以后的学习非常重要的。

虽然在这过程中我们组在没有课设实例但通过老师的帮助和小组之间的讨论学习使我们小组大体上完成了主体电路，因为我们知识的有限我们小组没有扩展更多的电路，在这次课设过程中我们除了理论上的知识进一步深入的学习以外，更重要的是我们在实践上锻炼了自己让我们真正的了解到团队精神的力量，同时我们清楚的意识到了理论与实践的关系和差异，认识到学习的知识不是用来说的，而是用来实践的。

在实践与理论的结合中是那么的完美，只有将理论与实践并用才会发挥出真正的作用。

“理论出新知，实践显精神”在实践的过程中，我们深刻体会到团队合作的精神。

从设计初期的老师指导到我们小组查阅资料、争执讨论、确定方案，到后来的分工合作、相互交流、精诚团结，但这过程并不是想象中那么一帆风顺的。

在我们设计时出了很多问题，因为我们的课设没有实例，所以开始的时候我们有一些不知从什么入手，幸好有老师的指导，老师说这才是对你们的挑战，我们最终还是迎接了挑战并要做好它。

参考文献
1《电路·电子·电气应用实训》万东梅主编实训六数字电子钟P34 2《数字电子技术试验与综合实训》邱寄帆主编 3·4综合实训课题P82 3《脉冲与数字技术实验及应用》陈耀华主编课题一数字电子钟P114。