数字时钟设计实验报告
数字时钟设计实验报告
电子课程设计【1 】题目：数字时钟数字时钟设计试验陈述一、设计请求：设计一个24小时制的数字时钟.请求：计时.显示精度到秒;有校时功效.采取中小范围集成电路设计.施展：增长闹钟功效.二、设计计划：由秒时钟旌旗灯号产生器.计时电路和校时电路组成电路.秒时钟旌旗灯号产生器可由振荡器和分频器组成.计时电路中采取两个60进制计数器分离完成秒计时和分计时;24进制计数器完成时计时;采取译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示.校时电路采取开关掌握时.分.秒计数器的时钟旌旗灯号为校时脉冲以完成校时.三、电路框图：图一 数字时钟电路框图四、电路道理图：（一）秒脉冲旌旗灯号产生器秒脉冲旌旗灯号产生器是数字电子钟的焦点部分,它的精度和稳固度决议了数字钟的质量.由振荡器与分频器组合产生秒脉冲旌旗灯号.➢ 振荡器: 通经常应用555准时器与RC 组成的多谐振荡器,经由调剂输出1000Hz 脉冲.➢ 分频器: 分频器功效重要有两个,一是产生尺度秒脉冲旌旗灯号,一是供给功效 扩大电路所须要的旌旗灯号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 尺度秒脉冲.其电路图如下：译码器译码器译码器时计数器 (24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)校 时 电 路秒旌旗灯号产生器图二秒脉冲旌旗灯号产生器（二）秒.分.时计时器电路设计秒.分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器.➢60进制——秒计数器秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计：应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位.其电路图如下：图三60进制--秒计数电路➢60进制——分计数电路分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而配合完成60进制计数器.当计数到59时清零着从新开端计数.秒的个位部分的设计：来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,应用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位 .个位计数器由0增长到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数和进位功效.应用74LS161和74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增长到5时应用74LS11与门产生一个高电平接到个位.十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给时的个位.其电路图如下：图四60进制--分计数电路➢24进制——时计数电路来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增长到9是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3是经由74LS11与门产生一个清零旌旗灯号,将所有CD40110清零.其电路图如下：图五24进制--时计数电路➢译码显示电路译码电路的功效是将秒.分.时计数器的输出代码进行翻译,变成响应的数字.用以驱动LED七段数码管的译码器经常应用的有74LS148.74LS148是BCD-7段译码器/驱动器,输出高电平有用,专用于驱动LED七段共阴极显示数码管.若将秒.分.时计数器的每位输出分离送到响应七段数码管的输入端,即可以进行不合数字的显示.在译码管输出与数码管之间串联电阻R作为限流电阻.其电路图如下：图六译码显示电路➢校时电路校时电路是数字钟不成缺乏的部分,每当数字钟与现实时光不符时,须要依据尺度时光进行校时.一般电子表都具有时.分.秒等校时功效.为了使电路简略,在此设计中只进行分和小时的校时.“快校时”是经由过程开关掌握,使计数器对1Hz校时脉冲计数.图中S1为校订用的掌握开关,校时脉冲采取分频器输出的1Hz脉冲,当S1为“0”时可以进行“快校时”. 其电路图如下：图七 校队电路五、试验办法： 1.秒脉冲产生部分采取555多谐振荡器产生1HZ 频率旌旗灯号,作为秒脉冲及整体电路的旌旗灯号输入部分.其仿真电路图如下图所示：图八 秒脉冲产生器仿真电路2、计数电路电子钟计时分为小时.分钟和秒,个中小时为二十四进制,分钟和秒均为六十进制,输出可以用数码管显示,所以请求二十四进制为00000000~00100100计数,六十进制为8910U10C74LS00 123 U11A74LS00 111213U10D74LS00R3 C1S1GND1011U8E74LS04 1HZS2/M2 Q2+5V00000000~01100000计数,并且均为8421码编码情势.（1）小时计数——二十四进制电路仿真用两片74LS160N（分A片.B片）设计一个一百进制的计数器,在24（00100100）处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成二十四进制轮回,计数范围为0~23.然后用七段显示译码器74LS47D将A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图九所示. ：图九 24进制——时计数器仿真电路（2）分钟.秒计数——六十进制电路仿真此电路相似于二十四进制计数器,采取74LS160N设计出一百进制的计数器,在60（01100000）处直接掏出所有为1的端口,经由输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR.应用74LS160N异步清零功效完成六十进制轮回,计数范围为0~59.然后用七段显示译码器74LS47D将 A.B两片74LS160N的输出译码给LED数码管.仿真电路如图所示：图十 60进制——秒计数器仿真电路图十一 60进制——分计数器仿真电路（四）校时校分（秒）电路.数字钟应具有分校订和时校订功效,是以,应截断分个位和时个位的直接计数通路,并采取正常计时旌旗灯号与校订旌旗灯号可以随时切换的电路接入个中.这里应用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功效.第一个74LS00D与非门的输入端一端接清零旌旗灯号,另一端接第二个与非门的输入端,第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲,另一端接一个单刀双掷开关.开关接通的一段接地,另一端接高电平.当开关打到另一端时,时或分的个位就单独开端计数,如许就能实现校时功效.其电路图如图所示：图十二校分仿真电路六、试验成果和结论：数字时钟仿真电路图如下图所示,在Multisim11.0中进行仿真,可以实现数字时钟的显示功效.校时功效.显示功效中,小时实现的是24进制,分和秒实现的是60进制,经由过程校时电路可以或许分离校订时和分.图十三数字时钟仿真电路七、设计领会：在本次Multisim仿真进程,从装配软件.选定课题.设计电路.进行仿真.运行成果都本身现实操纵完成.在数字时钟设计中,依据先生上课所讲的内容,可以用两片集成十进制同步计数器74LS160D级联为100进制,再应用其异步清零功效,可以分离实现小时的24进制和分秒的60进制.当然,在仿真进程中也碰到了许多艰苦和问题.比方说,无法直接从秒进位到分和分进位到时,并且在仿真中老是出错.于是本身就教了一些也做数字时钟的同窗,同时在网上查找了相干材料,最后终于用两个与非门和单刀双掷开关实现了从秒到分的进位.分到时的进位功效及校准功效.经由过程本次试验对数电常识有了更深刻的懂得,将其应用到了现实中来,明确了进修电子技巧基本的意义,也达到了其造就的目标.也明确了一个道理：成功就是在不竭摸索中进步实现的,碰到问题我们不克不及泄气.焦躁,甚至废弃,而要静下心来细心思虑,分部检讨,找出最终的原因进行纠正,如许才会有提高,才会一步步向本身的目标接近,才会取得本身所要寻求的成功.当然,本身的仿真技巧和应用才能照样很欠缺的,固然完成了根本的设计请求,但是许多本身想要的扩大功效还未能实现.并且许多时刻会走过许多弯路,糟蹋了许多不须要的时光.不过,此次设计阅历势必使我受益毕生,让我明确若何更好的获取常识,若何更好的理论接洽现实.往后的进修更须要不竭尽力,在获得常识的同时获得快活,真正的自动摸索,自动进修,形成本身的思维方法,不竭应用,不竭朝上进步.。
单片机实验报告数字时钟设计报告
单片机实验报告数字时钟设计报告一、实验目的本次单片机实验的目的是设计并实现一个基于单片机的数字时钟。
通过该实验，深入了解单片机的工作原理和编程方法，掌握定时器、中断、数码管显示等功能的应用，提高综合运用知识解决实际问题的能力。
二、实验原理1、单片机选择本次实验选用了常见的 51 系列单片机，如 STC89C52。
它具有丰富的资源和易于编程的特点，能够满足数字时钟的设计需求。
2、时钟计时原理数字时钟的核心是准确的计时功能。
通过单片机内部的定时器，设定合适的定时时间间隔，不断累加计时变量，实现秒、分、时的计时。
3、数码管显示原理采用共阳或共阴数码管来显示时间数字。
通过单片机的 I/O 口控制数码管的段选和位选信号，使数码管显示相应的数字。
4、按键控制原理设置按键用于调整时间。
通过检测按键的按下状态，进入相应的时间调整模式。
三、实验设备与材料1、单片机开发板2、数码管3、按键4、杜邦线若干5、电脑及编程软件（如 Keil）四、实验步骤1、硬件连接将数码管、按键与单片机开发板的相应引脚通过杜邦线连接起来。
确保连接正确可靠，避免短路或断路。
2、软件编程（1）初始化单片机的定时器、中断、I/O 口等。
（2）编写定时器中断服务程序，实现秒的计时。
（3）设计计时算法，将秒转换为分、时，并进行进位处理。
（4）编写数码管显示程序，将时间数据转换为数码管的段选和位选信号进行显示。
（5）添加按键检测程序，实现时间的调整功能。
3、编译与下载使用编程软件将编写好的程序编译生成可执行文件，并下载到单片机中进行运行测试。
五、程序设计以下是本次数字时钟设计的主要程序代码片段：｀｀｀cinclude ＜reg52h>／／定义数码管段选码unsigned char code SEG_CODE ＝｛0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}；／／定义数码管位选码unsigned char code BIT_CODE ＝｛0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10,0x20, 0x40, 0x80}；／／定义时间变量unsigned int second ＝ 0, minute ＝ 0, hour ＝ 0;／／定时器初始化函数void Timer_Init(）｛TMOD ＝ 0x01; ／／定时器 0 工作在方式 1 TH0 ＝（65536 50000) ／ 256; ／／定时 50ms TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;EA ＝ 1; ／／开总中断ET0 ＝ 1; ／／开定时器 0 中断TR0 ＝ 1; ／／启动定时器 0｝／／定时器 0 中断服务函数void Timer0_ISR(） interrupt 1｛TH0 ＝（65536 50000) ／ 256;TL0 ＝（65536 50000) ％ 256;second+＋；if （second ＝＝ 60)｛second ＝ 0;minute+＋；if （minute ＝＝ 60)｛minute ＝ 0;hour+＋；if （hour ＝＝ 24)｛hour ＝ 0;｝｝｝｝／／数码管显示函数void Display(）｛unsigned char i;for （i ＝ 0; i ＜ 8; i+＋）P2 ＝ BIT_CODEi;if （i ＝＝ 0)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ／ 10;｝else if （i ＝＝ 1)｛P0 ＝ SEG_CODEhour ％ 10;｝else if （i ＝＝ 2)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 3)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ／ 10;else if （i ＝＝ 4)｛P0 ＝ SEG_CODEminute ％ 10;｝else if （i ＝＝ 5)｛P0 ＝ 0xBF; ／／显示“”｝else if （i ＝＝ 6)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ／ 10;｝else if （i ＝＝ 7)｛P0 ＝ SEG_CODEsecond ％ 10;｝delay_ms(1)；／／适当延时，防止闪烁｝｝／／主函数void main(）｛Timer_Init(）；while （1)｛Display(）；｝｝｀｀｀六、实验结果与分析1、实验结果将程序下载到单片机后，数字时钟能够正常运行，准确显示时、分、秒，并且通过按键可以进行时间的调整。
数字钟 实验报告
数字钟实验报告数字钟实验报告1. 引言数字钟是一种以数字形式显示时间的装置，广泛应用于日常生活中。
本实验旨在通过搭建数字钟电路并进行实际测试，了解数字钟的工作原理和实现方式。
2. 实验材料和方法实验材料：电路板、电子元件（集成电路、电阻、电容等）、数字显示屏、电源、万用表等。
实验方法：按照电路图连接电子元件，将数字显示屏连接到电路板上，接通电源后进行测试。
3. 实验步骤3.1 搭建电路根据提供的电路图，将电子元件按照正确的连接方式搭建在电路板上。
确保连接的准确性和稳定性。
3.2 连接数字显示屏将数字显示屏连接到电路板上的指定位置，注意极性的正确性。
3.3 接通电源将电路板连接到电源上，确保电源的稳定输出。
3.4 进行测试打开电源，观察数字显示屏上的显示情况。
通过调整电路中的元件，如电容和电阻的数值，观察数字显示屏上的时间变化。
4. 实验结果在实验过程中，我们成功搭建了数字钟电路，并进行了多次测试。
通过调整电路中的元件数值，我们观察到数字显示屏上的时间变化。
数字钟准确地显示了当前的时间，并且实时更新。
5. 讨论与分析通过本次实验，我们了解到数字钟的工作原理是通过电路中的集成电路和元件来控制数字显示屏的显示。
数字钟的精确性和稳定性取决于电路的设计和元件的质量。
在实际应用中，数字钟通常会采用更加精确的时钟芯片来保证时间的准确性。
6. 实验总结本次实验通过搭建数字钟电路并进行测试，使我们更加深入地了解了数字钟的工作原理和实现方式。
通过调整电路中的元件，我们观察到数字显示屏上的时间变化，验证了数字钟的准确性和实时性。
在今后的学习和工作中，我们将更加注重电路设计和元件的选择，以提高数字钟的精确性和稳定性。
7. 参考文献[1] 电子技术基础教程，XXX，XXX出版社，2010年。
[2] 数字电路设计与实验，XXX，XXX出版社，2015年。
8. 致谢感谢实验室的老师和同学们对本次实验的支持和帮助。
他们的耐心指导和积极讨论使本次实验取得了圆满成功。
数字钟实验报告5篇范文
数字钟实验报告5篇范文第一篇：数字钟实验报告数字钟实验报告班级：电气信息i类112班实验时间：实验地点：指导老师：目录一、实验目的-----------------3二、实验任务及要求--------3三、实验设计内容-----------3(一)、设计原理及思路3（二）、数字钟电路的设计--------------------------4(1)电路组成---------4(2)方案分析---------10(3)元器件清单------11四、电路制版与焊接---------11五、电路调试------------------12六、实验总结及心得体会---13七、组员分工安排------------19一、实验目的：1．学习了解数码管，译码器，及一些中规模器件的逻辑功能和使用方法。
2．学习和掌握数字钟的设计方法及工作原理。
熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法。
3．了解pcb板的制作流程及提高自己的动手能力。
4．学习使用protel软件进行电子电路的原理图设计、印制电路板设计。
5．初步学习手工焊接的方法以及电路的调试等。
使学生在学完了《数字电路》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，学会检查电路的故障与排除故障的一般方法锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验任务及要求1．设计一个二十四小时制的数字钟，时、分、秒分别由二十四进制、六十进制、六十进制计数器来完成计时功能。
2．能够准确校时，可以分别对时、分进行单独校时，使其到达标准时间。
3．能够准确计时，以数字形式显示时、分，发光二极管显示秒。
4.根据经济原则选择元器件及参数；5..小组进行电路焊接、调试、测试电路性能，撰写整理设计说明书。
三、实验设计内容1、设计原理及思路 3．1数字钟的构成数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、较时电路、报时电路等部分组成，这些都是数字电路中应用最广的基本电路3．2原理分析数字钟实际上是一个对标准频率（1hz）进行计数的计数电路。
数字电子钟实习报告_2
实习报告《数字电子时钟设计》班级：学号：姓名：一、设计指标① 数字电子钟一一昼夜24小时为一个计数周期。
② 具有“时”“分”“秒”计时显示。
二、设计原理● 555定时器组成的多谐振荡器电路：其输出频率为 ：f=1/T=1/(T1+T2)=1.44/(R1+R2)C 其中：T1=0.7R2C,T2=0.7R2C占空比：q=T1/T2+T2=(R1+R2)/(R1+2R2)，当R2>>R1时，占空比近似50%。
● 分频电路由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分频电路，经过三次10分频和一次2分频可得到1Hz 的秒脉冲。
本次设计采用CC4518进行分频。
电路：A1555_VIRTUALGNDDIS OUTRST VCC THR CONTRI U12A4518BP_5V 1A 31B 41C 51D6EN12MR17CP11U13A4518BP_5V1A 31B 41C 51D6EN12MR17CP11U1A4518BP_5V 1A 31B 41C 51D6EN12MR17CP11U5A4518BP_5V 1A 31B 41C 51D6EN12MR17CP11GNDGNDGNDGND计数、译码、显示电路：获得秒脉冲信号后，可根据60秒为一分钟，60分钟为一小时，24小时为一天为一个计数周期的计数规律，分别确定秒、分、时的计数器。
由于秒和分的显示均为60进制，因此它们可以由二级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进制的计数器，十进制为六进制的计数器，采用异步置零发来实现。
时计数器应为24进制计数器，采用两片4518集成电路来实现，采用异步置零法，当计数器输出的第24个进位信号时，计数器复位，完成一个计数周期。
计数单元由三片4518和两片74LS00与非门组成。
分和秒为60进制，其设计理为：当十位为6时，向前一位产生进位信号，进位信号同时使十位置零，进位信号为2、3管脚通过一个与门。
数字逻辑实验报告(数字时钟设计)
数字逻辑实验报告实验三、综合实验电路一、实验目的：通过一个综合性实验项目的设计与实现，进一步加深理论教学与实验软硬件平台的实践训练，为设计性实验做好充分准备。
二、实验原理：根据要求的简单设计性的电路设计实验，应用基本器件与MSI按照电路设计步骤搭建出初级电路；设计型、综合型的较复杂实验电路三、实验设备与器件：主机与实验箱四、实验内容：（1）实验任务：根据所学习的器件，按照电路开发步骤搭建一个时钟，要求实现的基本功能有计时功能、校对时间功能、整点报时、秒表等功能。
（2）实验任务分析：完成该数字时钟，采用同步时序电路，对于计时的的功能，由于时间的秒分时的进位分别是60、60、24，所以可以应用74LS163计数器分别设计2个模60计数器以及一个模24计数器，那么需要有7个秒输出，7个分输出，6个小时的输出；对于校对时间的功能，由74LS163的特性可知，当该器件处于工作状态时，每来一个CLK脉冲，计数值加1，所以可以手动控制给CLK脉冲，来进行时间的校对；对于整点报时功能，可以采用一个比较电路，当时间的分秒数值全部为零时，那么此时可以接通报时装置，可以在电路中设置报时的的时间；对于秒表功能，有两种方案，可以单独重新设计一个秒表装置，采用模100计数器以及两个模60计数器，可以进行优化，使用原先的两个模60计数器，这样可以简化电路，是电路简洁。
（3）实验设计流程：（4）输入输出表：（5）各个功能模块的实现：A、计时功能模块的实现（电路图及说明）秒表部分及说明说明：该部分是实现功能正常计时中的秒部分的计时工作。
如图所示，图中采用两个74LS163来做一个模60计时器，计数的起止范围是0~59，（第一个74LS163采用模10计数，起止为0~9，第二个74LS163的计数起止范围是0~5），两个器件采用级联方式，用预置位方法实现跳转；该部分有7个秒输出，接到BCD译码显示器。
注解：第一个163器件：LDN端统一接到清零端ABCD端接地ENP端接到VCC高电平ENT接高电平VCC第二个163器件：LDN端统一接到清零端ABCD端接地ENP端接到VCC高电平ENT接高电平第一个163的预置位段分钟部分以及说明：说明：该部分是实现功能正常计时中的分部分的计时工作。
数字时钟的设计实习报告
数字时钟的设计实习报告一、实习目的本次实习旨在通过设计一个数字时钟，使学生掌握数字电路的设计方法，熟悉集成电路的使用，提高对单片机的学习和应用能力，培养学生的软硬件开发能力。
二、实习内容1. 设计一个数字时钟，能够显示时分秒。
2. 掌握数字时钟的设计方法。
3. 熟悉集成电路的使用方法。
4. 培养学习、设计、开发软、硬的能力。
三、实习过程1. 首先，我们对数字时钟的设计进行了需求分析，明确了数字时钟的功能和要求。
数字时钟应能够显示时分秒，采用24小时标准计时制。
2. 接下来，我们进行了数字时钟的设计方案制定。
数字时钟主要由单片机、LED数码管、按键等部分构成。
单片机负责控制整个系统，LED数码管用于显示时间，按键用于调整时间。
3. 然后，我们进行了数字时钟的硬件设计。
我们选择了AT89C52单片机作为核心控制器，6个共阳极的高亮度LED数码管用于显示时间，还选择了两个按键用于调整时间。
4. 在硬件设计的基础上，我们进行了数字时钟的软件设计。
我们编写了程序，使单片机能够控制LED数码管显示时间，并能够通过按键调整时间。
5. 最后，我们对数字时钟进行了测试和调试，确保其功能的正确性和稳定性。
四、实习心得通过本次实习，我们掌握了数字时钟的设计方法，熟悉了集成电路的使用方法，提高了对单片机的学习和应用能力。
我们在设计过程中，学会了如何分析需求、制定方案、设计硬件和软件，并通过测试和调试，确保设计的正确性和稳定性。
此外，我们还学会了如何协作和沟通，提高了团队协作能力。
在设计过程中，我们遇到了很多问题，但通过互相讨论和请教老师，我们逐一解决了问题，取得了实习的成功。
五、实习成果本次实习，我们成功设计了一个数字时钟，能够显示时分秒，并具有时间调整功能。
数字时钟的硬件电路稳定运行，软件程序正确无误。
六、实习展望在今后的学习和工作中，我们将继续深入学习数字电路和单片机的相关知识，提高自己的设计能力和开发水平。
我们还将把在实习中学到的知识和技能应用到实际项目中，为我国电子行业的发展做出贡献。
数字时钟实验报告
数字时钟实验报告一、实验目的本次数字时钟实验的主要目的是设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟系统，通过该实验，深入理解数字电路的原理和应用，掌握计数器、译码器、显示器等数字电路元件的工作原理和使用方法，提高电路设计和调试的能力。
二、实验原理1、时钟脉冲产生电路时钟脉冲是数字时钟的核心，用于驱动计数器的计数操作。
本实验中，采用石英晶体振荡器产生稳定的高频脉冲信号，经过分频器分频后得到所需的秒脉冲信号。
2、计数器电路计数器用于对时钟脉冲进行计数，分别实现秒、分、时的计数功能。
秒计数器为 60 进制，分计数器和时计数器为 24 进制。
计数器可以由集成计数器芯片（如 74LS160、74LS192 等）构成。
3、译码器电路译码器将计数器的输出编码转换为能够驱动显示器的信号。
常用的译码器芯片有 74LS47（用于驱动共阳数码管）和 74LS48（用于驱动共阴数码管）。
显示器用于显示数字时钟的时、分、秒信息。
可以使用数码管（LED 或 LCD）作为显示元件。
三、实验器材1、集成电路芯片74LS160 十进制计数器芯片若干74LS47 BCD 七段译码器芯片若干74LS00 与非门芯片若干74LS10 三输入与非门芯片若干2、数码管共阳数码管若干3、电阻、电容、晶振等无源元件若干4、面包板、导线、电源等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理，使用电路设计软件（如 Protel、Multisim 等）设计数字时钟的电路原理图。
在设计过程中，要合理布局芯片和元件，确保电路连接正确、简洁。
按照设计好的电路原理图，在面包板上搭建实验电路。
在搭建电路时，要注意芯片的引脚排列和连接方式，避免短路和断路。
3、调试电路接通电源，观察数码管是否有显示。
如果数码管没有显示，检查电源连接是否正确，芯片是否插好。
调整时钟脉冲的频率，观察秒计数器的计数是否准确。
如果秒计数器的计数不准确，检查分频器的连接是否正确，晶振的频率是否稳定。
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电子课程设计
题目:数字时钟
数字时钟设计实验报告
一、设计要求:
设计一个24小时制的数字时钟。
要求:计时、显示精度到秒;有校时功能。
采用中小规模集成电路设计。
发挥:增加闹钟功能。
二、设计方案:
由秒时钟信号发生器、计时电路与校时电路构成电路。
秒时钟信号发生器可由振荡器与分频器构成。
计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时与分计时;24进制计数器完成时计时;采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。
校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。
三、电路框图:
图一 数字时钟电路框图
四、电路原理图:
(一)秒脉冲信号发生器
秒脉冲信号发生器就是数字电子钟的核心部分,它的精度与稳定度决定了数字钟的质量。
由振荡器与分频器组合产生秒脉冲信号。
➢ 振荡器: 通常用555定时器与RC 构成的多谐振荡器,经过调整输出1000Hz 脉冲。
➢ 分频器: 分频器功能主要有两个,一就是产生标准秒脉冲信号,一就是提供功能
扩展电路所需要的信号,选用三片74LS290进行级联,因为每片为1/10分频器,三片级联好获得1Hz 标准秒脉冲。
其电路图如下: 译码器 译码器 译码器 时计数器
(24进制) 分计数器 (60进制) 秒计数器 (60进制)
校 时 电 路
秒信号发生器
图二秒脉冲信号发生器
(二)秒、分、时计时器电路设计
秒、分计数器为60进制计数器,小时计数器为24进制计数器。
➢60进制——秒计数器
秒的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计:利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数与进位功能。
利用74LS161与74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给分的个位。
其电路图如下:
图三60进制--秒计数电路
➢60进制——分计数电路
分的个位部分为逢十进一,十位部分为逢六进一,从而共同完成60进制计数器。
当计数到59时清零并重新开始计数。
秒的个位部分的设计:来自秒计数电路的进位脉冲使分的个位加1,利用十进制计数器CD40110设计10进制计数器显示秒的个位。
个位计数器由0
增加到9时产生进位,连在十位部计数器脉冲输入端CP,从而实现10进制计数与进位功能。
利用74LS161与74LS11设计6进制计数器显示秒的十位 ,当十位计数器由0增加到5时利用74LS11与门产生一个高电平接到个位、十位的CD40110的清零端,同时产生一个脉冲给时的个位。
其电路图如下:
图四60进制--分计数电路
➢24进制——时计数电路
来自分计数电路的进位脉冲使时的个位加,个位计数器由0增加到9就是产生进位,连在十位计数器脉冲输入端CP,当十位计到2且个位计到3就是经过74LS11与门产生一个清零信号,将所有CD40110清零。
其电路图如下:
图五24进制--时计数电路
➢译码显示电路
译码电路的功能就是将秒、分、时计数器的输出代码进行翻译,变成相应的数字。
用以驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS148。
74LS148就是BCD-7段译码器/驱动
器,输出高电平有效,专用于驱动LED 七段共阴极显示数码管。
若将秒、分、时计数器的每位输出分别送到相应七段数码管的输入端,便可以进行不同数字的显示。
在译码管输出与数码管之间串联电阻R 作为限流电阻。
其电路图如下:
图六 译码显示电路
➢ 校时电路
校时电路就是数字钟不可缺少的部分,每当数字钟与实际时间不符时,需要根据标准时间进行校时。
一般电子表都具有时、分、秒等校时功能。
为了使电路简单,在此设计中只进行分与小时的校时。
“快校时”就是通过开关控制,使计数器对1Hz 校时脉冲计数。
图中S1为校正用的控制开关,校时脉冲采用分频器输出的1Hz 脉冲,当S1为“0”时可以进行“快校时”。
其电路图如下:
图七 校队电路
五、实验方法:
1、秒脉冲产生部分
采用555多谐振荡器产生1HZ 频率信号,作为秒脉冲及整体电路的信号输入部分。
其仿真电路图如下图所示: 8
9
10 U10C
74LS00
1 2 3 U11A
74LS00 11
12 13 U10D
74LS00
R3 3、3k C1 0、01uF S1
GND
10
11 U8E 74LS04 1HZ
S2/M2 Q2+5V
图八秒脉冲发生器仿真电路
2、计数电路
电子钟计时分为小时、分钟与秒,其中小时为二十四进制,分钟与秒均为六十进制,输出可以用数码管显示,所以要求二十四进制为00000000~00100100计数,六十进制为00000000~01100000计数,并且均为8421码编码形式。
（1）小时计数——二十四进制电路仿真
用两片74LS160N(分A片、B片)设计一个一百进制的计数器,在24(00100100)处直接取出所有为1的端口,经过输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR。
使用74LS160N异步清零功能完成二十四进制循环,计数范围为0~23。
然后用七段显示译码器74LS47D将A、B两片74LS160N 的输出译码给LED数码管。
仿真电路如图九所示。
:
图九24进制——时计数器仿真电路
（2）分钟、秒计数——六十进制电路仿真
此电路类似于二十四进制计数器,采用74LS160N设计出一百进制的计数器,在60(01100000)处直接取出所有为1的端口,经过输入与非门74LS00D,再给两个清零端CLR。
使用74LS160N异
步清零功能完成六十进制循环,计数范围为0~59。
然后用七段显示译码器74LS47D将A、B两片74LS160N的输出译码给LED数码管。
仿真电路如图所示:
图十60进制——秒计数器仿真电路
图十一60进制——分计数器仿真电路
（四）校时校分(秒)电路。
数字钟应具有分校正与时校正功能,因此,应截断分个位与时个位的直接计数通路,并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。
这里利用两个与非门加一个单刀双掷开关来实现校时功能。
第一个74LS00D与非门的输入端一端接清零信号,另一端接第二个与非门的输入端,第二个74LS00D的输入端一端接计数脉冲,另一端接一个单刀双掷开关。
开关接通的一段接地,另一端接高电平。
当开关打到另一端时,时或分的个位就单独开始计数,这样就能实现校时功能。
其电路图如图所示:
图十二校分仿真电路
六、实验结果与结论:
数字时钟仿真电路图如下图所示,在Multisim11、0中进行仿真,可以实现数字时钟的显示功能、校时功能。
显示功能中,小时实现的就是24进制,分与秒实现的就是60进制,通过校时电路能够分别校对时与分。
图十三数字时钟仿真电路
七、设计体会:
在本次Multisim仿真过程,从安装软件、选定课题、设计电路、进行仿真、运行结果都自己实际操作完成。
在数字时钟设计中,根据老师上课所讲的内容,可以用两片集成十进制同步计数器74LS160D级联为100进制,再利用其异步清零功能,可以分别实现小时的24进制与分秒的60进制。
当然,在仿真过程中也遇到了很多困难与问题。
比如说,无法直接从秒进位到分与分进位到时,并且在仿真中总就是出错。
于就是自己请教了一些也做数字时钟的同学,同时在网上查找了相关资料,最后终于用两个与非门与单刀双掷开关实现了从秒到分的进位、分到时的进位功能及校准功能。
通过本次实验对数电知识有了更深入的了解,将其运用到了实际中来,明白了学习电子技术基础的意义,也达到了其培养的目的。
也明白了一个道理:成功就就是在不断摸索中前进实现的,遇到问题我们不能灰心、烦躁,甚至放弃,而要静下心来仔细思考,分部检查,找出最终的原因进行改正,这样才会有进步,才会一步步向自己的目标靠近,才会取得自己所要追求的成功。
当然,自己的仿真技术与应用能力还就是很欠缺的,虽然完成了基本的设计要求,但就是很多自己想要的扩展功能还未能实现。
而且很多时候会走过很多弯路,浪费了很多不必要的时间。
不过,这次设计经历必将使我受益终身,让我明白如何更好的获取知识,如何更好的理论联系实际。
今后的学习更需要不断努力,在获得知识的同时获得快乐,真正的主动探索,主动学习,形成自己的思维方式,不断应用,不断进取。