数字逻辑课程设计数字电子钟

课程设计(综合实验)报告

题目：第四个实验数字电子钟

院系：计算机科学系

班级：计算计科学与技术1班

学号：

学生姓名：

队员姓名：

指导教师：

《数字逻辑》综合实验

任务书

一、目的与要求

1 目的

综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。

培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能

及其基本工程素质。

2.要求

能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

学会撰写综合实验总结报告。

通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、主要内容

数字电子钟

设计一台能显示时﹑分、秒的数字电子钟，要求如下：

1）秒﹑分为00—59六十进制计数器，时为00—23二十四进制计数器；

2）可手动校正：可分别对秒﹑分﹑时进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入校正，（校正时不能输出进位）。

元器件选择

74LS162：4块与非门74LS00：2块共阳数码管LED 74LS161：2块 GAL16V8：2块晶体振荡器：1MHZ

GAL20V8：1块 TDS-4实验箱

导线若干

所需要器件的图片如下

1同步十进制计数器74LS162 3输入正与非门74LS00

2异步十六进制计数器 74LS161 4 GAL20V8

一、 设计（实验）正文

数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ 时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的1MHZ 即2^20HZ 的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。分频器电路将1MHZ 的高频方波信号经2^20次分频后得到差不多1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。分频器实际上也就是计数器。时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。

1；系统原理框图如下

一、 设计框图

1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND

V CC 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y

B

A Y ⋅=A

B Y

Clear Clock

A B C D

Enable P

GND

V CC Carry QA QB QC QD Enable T Load

系统原理框图说明

时、分、秒计时器

计时器为一个24进制计数器，分、秒计时器均为60进制计数器。

当秒计时器接受到一个秒脉冲时，秒计数器开始从1计数到60，此时秒显示器将显示00、01、02、...、59、00；每当秒计数器数到00时，就会产生一个脉冲输出送至分计时器，此时分计数器数值在原有基础上加1，其显示器将显示00、01、02、...、59、00；每当分计数器数到00时，就会产生一个脉冲输出送至时计时器，此时时计数器数值在原有基础上加1，其显示器将显示00、01、02、...、23、00。即当数字钟运行到23点59分59秒时，当秒计时器在接受一个秒脉冲，数字钟将自动显示00点00分00秒。

校时电路

当开关拨至校时档时，电子钟暂停工作，通过时、分校时开关分别对时、分进行校对，开关每按两次，与开关对应的时或分计数器加1，当调至需要的时与分时，开启运行开关，电子钟从设置的时间开始往后计时。

秒信号产生电路

晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的1MHZ的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。分频器电路将1MHZ的高频方波信号经2^20次分频后得到差不多1Hz 的方波信号供秒计数器进行计数。

电路的基本接法如下图

依次是时，分，秒

三、各部分功能及其具体实现方案

．主体电路部分

（1）时、分、秒计时器

二十四进制计数器

简要原理说明：24进制计数器是由两个10进制计数器74LS162器件还有

GAL20V8元件级联构成，然后利用同步预置的方法实现。

二十四进制采用了同步预置的作用，所以若是时间控制为0 到23，则23所存在的时间不够一个周期，若反馈的数定为24.这样24与0共占用一个周期的时间。当达到24即00100100是，恰好有与非电路实现清零。

24进制的连接图（上图）

六十进制计数器