多功能数字钟的设计报告资料整理

多功能数字钟的设计报告

目录

1．实验目的 (2)

2．实验题目描述和要求 (2)

3．设计报告内容 (2)

3.1实验名称 (2)

3.2实验目的 (2)

3.3实验器材及主要器件 (2)

3.4数字钟基本原理和电路设计 (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数字电子钟的组装与调试 (9)

4．实验结论 (9)

5．实验心得 (10)

参考文献 (10)

1．实验目的

※掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；

※进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；

※提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；

※培养书写综合实验报告的能力。

2. 实验题目描述和要求

1、基本要求

（1）能进行正常的时，分，秒计时的功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数显示。

（2）、具有清零功能。

（3）、具有开、关功能。

2、发挥部分

（1）能实现“校时”“校分”功能：当按下“SA”“校时”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器迅速递增，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，最后一响为高音，最后一响结束为整点，报时频率可定为1KHz。）

能进行整点报时：当计时到达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次到达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

3、对电路进行逻辑功能仿真。

3．设计报告内容

3.1实验名称: 数字电子钟

3.2实验目的

·掌握数字电子钟的设计、组装与调试方法；·熟悉集成电路的使用方法。

3.3实验器材及主要器件

（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 数字钟的基本原理及电路设计

一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、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的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。数字钟的整机逻辑框图如下：

秒显示

分显示

时显示按钮

按钮

多功能时钟电路的设计框图

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、十位以及“时”个位、十位的计时。“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

由分频器来的秒脉冲信号，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的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用两片cc40192和一片cc4011组成六十进制计

图3-4-3-1所示（60进制计数构造）

（2）二十四进制计数

“12翻1”小时计数器是按照“01——02——03——……——22

——23——00——01——02——……”规律计数的，这与日常生活中的计时规律相同。在此实验中，它是由两片cc40192和一片cc4011构造成的同步二十四计数器，利用异步清零端实现起从23——00的翻转，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。如图3-4-3-2所示.

图3-4-3-2所示（24进制计数构造）（二）显示器

本系统用七段发光二极管来显示译码器输出的数字，显示器有两

种：共阳极显示器或共阴极显示器。74LS48译码器对应的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”的校准。在电路中设有正常计时和校对位置。本实验实现“时”“分”的校对。对校时的要求是，在小时校正时不影响分和秒的正常计数；在分校正时不影响秒和小时的正常计数。

（四）整点报时电路

能进行整点报时：当计时到达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次到达整点，发出一次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

4.实验结论

通过运用数字集成电路设计的24小时制的数字电子时钟，经过试验，成功实现了一下基本功能：

1.能进行正常的时，分，秒计时的功能，分别由6个数码管显示24小时、60分钟、60秒钟的计数显示。

2.具有清零功能。

3.具有开、关功能。

4.能实现“校时”“校分”功能：当按下“SA”“校时”键时，计时器迅速递增，并按24小时循环，计满23小时后返回00；按下“SB”“校分”键时，计分器迅速递增，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：当计时到达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次到达整点，发出一

次高音“嘀”信号(其声音频率为1000HZ)

5.设计过程中的问题及解决方法

1.在设计过程中的第一个问题就是进位的问题，刚开始的时候，由于

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.在选择进位与置数的芯片时，刚开始错误地选择了7421，没考虑

160这块芯片。解决方法是把7421换成7420，再加上一个非门，构

成电路。

6.实验总结

通过这次数字电子钟的课程设计，把学到的东西与实践相结合。从中

对我学的知识有了更进一步的理解，而且更进一步地熟悉了芯片的结