数字式石英钟课程设计报告
电子技术课程设计——数字石英钟
电子技术课程设计——数字石英钟前言电子技术课程设计——数字石英钟是采用数字电路实现对时、分、秒的数字显示的计时装置，广泛应用于个人家庭、车站、码头、办公室登公共场所，成为人们日常生活种不可少的必需品。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便且大大扩展了钟表原先的报时、校时功能。
因此，研究数字钟及扩大其应用有着非常现实的意义。
为了完成这次数字石英钟的设计，我首先是再次熟读数字电子技术基础教材和电工电子实验教程。
从这些基础知识的材料中，寻找一些需要用到芯片功能加以巩固，以选择出合适的芯片用于设计。
另外，我也再网上搜寻了一些数字钟相关的资料，作为参考，因为是第一次进行电子技术课程设计，刚开始的时候难免有些无从下手的感觉。
从他人的设计思路中，也得到了一些提示。
数字钟的总框图由震荡电路、分频电路、译码和显示电路、校时电路、报时电路构成。
画出设计框图之后，就是对单元电路的设计和画出原理布线图，最后是根据原理布线图连接芯片。
在这个过程中根据遇到的实际问题，要将图进行一些适当修改，再一步步完成连线。
这次课程设计完成了数字钟的基本功能，也让我得到了很多平时理论学习中不能获得的收获。
而在个别方面存在的不足还需要在今后的学习中慢慢进步。
第一章系统概述1.1 系统设计思路与总体方案数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源，使用石英晶体振荡器。
数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，应由模为60的秒计数器和分计数器，以及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。
另外，为使数字时钟走时与瞄准时间一致，校时电路是必不可少的。
设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对时与分进行校时操作。
同时，也能够实现整点报时。
在从59分50秒开始，第51、53、55和57秒均发出一次低音“嘟”的信号，第59秒发出一次高音“嘀”的信号，每次信号持续时间为一秒。
在最后一次高音结束之后即达到整点。
数字钟课程设计报告
目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1设计目的 (1)1.2 设计任务及要求 (1)第2章电子钟的设计方案 (2)2.1设计原理 (2)2.2方案确定 (2)2.2.1设计方案一 (2)2.2.2设计方案二 (3)2.2.3两种方案的比较 (4)2.2.4设计方案的确定 (5)第3章数字电子钟的电路设计 (6)3.1数字钟电路系统的组成框图 (6)3.2 时分秒计数器的设计 (7)3.3 正点报时电路的设计 (8)3.4校时电路的设计 (9)3.5 秒信号发生器的设计 (9)3.6 译码驱动显示电路 (11)3.7 数字电子钟的整体电路 (11)第4章设计电路的计算机模拟仿真与调试 (13)4.1 电路模拟仿真调试 (13)4.2 电路焊接 (13)4.3 实物的实际调试 (14)第5章实验数据和误差分析 (15)5.1 实验数据 (15)5.2 误差分析 (15)第6章元件清单 (16)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)摘要数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
数字钟是一个将“ 时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒。
它主要由振荡器、分频器、计时器、译码显示及扩展电路几部分构成。
具有时间显示、校时校分及闹钟设置、整点报时等扩展功能并且具有走时准确、显示直观、稳定等优点深受人们喜爱。
关键词：振荡器分频器计时器译码显示报时第1章绪论1.1设计目的1.在了解数字钟的原理的前提下，运用刚刚学过的数电知识设计并制作数字钟，而且通过数字钟的制作进一步了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及其使用方法。
数字石英钟课程设计
数字石英钟课程设计数字石英钟是一种精确度高、稳定性强的钟表，广泛应用于各种领域。
在数字石英钟课程设计中，我们将学习数字石英钟的原理和应用，掌握数字石英钟的设计和制作技术。
一、数字石英钟的原理数字石英钟的核心部件是石英晶体振荡器，它的振动频率非常稳定，可以用来精确计时。
数字石英钟的工作原理是通过计算振荡器振动的周期来计算时间，然后将时间显示在数字显示器上。
二、数字石英钟的应用数字石英钟广泛应用于各种领域，如工业、交通、通信、航空航天等。
在工业领域，数字石英钟可以用来同步各种设备的操作时间，保证生产过程的准确性和一致性。
在交通领域，数字石英钟可以用来控制交通信号灯的变化时间，保证交通的顺畅和安全。
在通信领域，数字石英钟可以用来同步各种通信设备的操作时间，保证通信的准确性和稳定性。
在航空航天领域，数字石英钟可以用来控制各种航空器的飞行时间和导航系统的精度，保证航空器的安全和准确性。
三、数字石英钟的设计和制作技术数字石英钟的设计和制作需要掌握一定的电子技术和机械制造技术。
其中，电子技术包括数字电路设计和PCB设计，机械制造技术包括机械设计和加工技术。
数字石英钟的设计和制作需要注意以下几点：1.选择合适的石英晶体振荡器，保证振动频率的稳定性和准确性；2.设计合适的电路，包括时钟电路、驱动电路、显示电路等，保证数字石英钟的正常工作；3.设计合适的外壳和显示器，保证数字石英钟的美观和易于使用；4.采用合适的加工技术，保证数字石英钟的精度和稳定性。
数字石英钟课程设计是一门综合性强的课程，需要掌握一定的电子技术和机械制造技术，同时也需要注重实践操作，才能真正掌握数字石英钟的设计和制作技术。
中南数字石英钟课程设计
中南数字石英钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字石英钟的基本原理，掌握其计时功能的工作机制。
2. 学生能描述中南地区的时间差异，并运用所学知识解释其原因。
3. 学生能够运用数学知识进行时间计算，解决与数字石英钟相关的实际问题。
技能目标：1. 学生能够操作数字石英钟，进行时间设定、调整等基本操作。
2. 学生能够运用所学知识，设计简单的计时器，提高动手实践能力。
3. 学生能够通过小组合作，分析问题、解决问题，培养团队协作能力和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到时间的重要性，树立珍惜时间的观念，培养自律意识。
2. 学生在学习过程中，能够体验科技的魅力，激发对科学技术的兴趣和探索精神。
3. 学生能够关注我国中南地区的发展，增强地域自豪感，培养爱国主义情怀。
课程性质：本课程属于科学实践活动课程，结合数学、科学、技术等多学科知识，注重培养学生的动手实践能力和创新精神。
学生特点：六年级学生具有一定的数学基础和科学素养，好奇心强，善于合作，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，提供丰富的实践机会，引导学生主动探究，激发学生的学习兴趣，使学生在实践中掌握知识，提高能力，培养情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 数字石英钟原理：介绍数字石英钟的基本工作原理，包括石英晶体振荡器、分频器、计数器等组成部分。
2. 中南地区时间差异：分析我国中南地区的时区特点，探讨时间差异产生的原因，以及与数字石英钟的关系。
3. 时间计算：运用数学知识，进行时间加减、时间差计算等实际问题的解答。
4. 数字石英钟操作与维护：教授数字石英钟的基本操作方法，如时间设定、闹钟设定等，并介绍日常维护保养知识。
5. 实践活动：设计制作简单的计时器，培养学生的动手实践能力和创新精神。
具体教学安排如下：第一课时：数字石英钟原理及中南地区时间差异介绍。
数字电子技术课程设计报告数字钟的设计
数字电子技术课程设计报告一、设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法.二、设计要求（1）设计指标①时间以12小时为一个周期；②显示时、分、秒；③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；⑤为了保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
（2）设计要求①画出电路原理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；③电路仿真与调试；④PCB文件生成与打印输出。
（3）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
三、原理框图1．数字钟的构成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。
（a）数字钟组成框图2．晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz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。
一般输出为方波的数字式晶体振荡器电路通常有两类，一类是用ＴＴＬ门电路构成；另一类是通过ＣＭＯＳ非门构成的电路，本次设计采用了后一种。
如图（b）所示，由ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。
电子技术课程设计报告---多功能数字时钟
电子技术课程设计数字钟的设计一、设计任务与要求1.能直接显示“时〞、“分〞、“秒〞十进制数字的石英数字钟。
2.可以24小时制或12小时制。
3.具有校时功能。
可以对小时和分单独校时，对分校时的时候，停顿分向小时进位。
校时时钟源可以手动输入或借用电路中的时钟。
4.整点能自动报时，要求报时声响四低一高，最后一响为整点。
5.走时精度高于普通机械时钟〔误差不超过1s/d〕。
二、方案设计与认证1、课题分析数字时钟一般由6个局部组成，其中振荡器和分频器组成标准的秒信号发生器，由不同进制的计数器，译码器和显示器组成计时系统。
秒信号送入计数器进展计数，把累计的结果以“时〞、“分〞、“秒〞的十进制数字显示出来。
“时〞显示由二十四进制计数器、译码器和显示器构成，“分〞、“秒〞显示分别由六十进制计数器、译码器构成。
其原理框图如图1所示。
2、方案认证〔1〕振荡器振荡器是计时器的核心，主要用来产生时间标准信号，也叫时基信号。
数字钟的精度，主要取决于时间标准信号的频率及稳定度。
振荡器的频率越高，计时的精度就越高，但耗电量将增大。
一般采用石英晶体振荡器经过分频后得到这一信号，也可采用由555定时器构成的多谐振荡器作为时间标准信号。
〔2〕分频器振荡器产生的时基信号通常频率都很高，要使它变成能用来计时的“秒〞信号，需由分频器来完成。
分频器的级数和每级的分频次数要根据时基频率来定。
例如，目前石英电子钟多采用32768 Hz的标准信号，将此信号经过15级二分频即可得到周期为1s的“秒〞信号。
也可选用其他频率的时基信号，确定好分频次数后再选择适宜的集成电路。
〔3〕计数器数字钟的“秒〞、“分〞信号产生电路都由六十进制计数器构成，“时〞信号产生电路由二十四进制计数器构成。
“秒〞和“分〞计数器用两块十进制计数器来实现是很容易的，它们的个位为十进制，十位为六进制，这样，符合人们通常计数习惯。
“时〞计数也可以用两块十进制计数器实现，只是做成二十四进制。
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计
《电子技术》课程设计报告-数字电子钟设计一、背景介绍数字电子钟是一个实时的计时器，它可以按照设定的时刻精确地表示时间。
它使用微处理器和时钟芯片来处理时间。
因此，它可以被视为一个微处理器系统，系统中含有存储器、计数器、报警功能等。
最新的电子时钟如石英钟使用特制石英晶片来制定时钟。
由于石英可以产生完美的电振动，因此可以更准确地检测时钟改变。
二、数字电子钟的设计原理1、时钟驱动电子时钟的操作需要一定的时间和精度，主要是依靠特殊的驱动器来实现的。
驱动器有石英、硅、力学和光学等多种。
其中石英芯片是电子时钟的核心部件并且最常用。
可以让电子时钟每秒产生32千分之一秒的精度。
2、晶振电路晶体振荡器电路是将电能转换成振荡信号和时钟信号的基础电路。
在电子时钟中，晶振电路可以将3.3V的DC电源转换成正弦波信号。
3、控制电路控制电路是接收电子时钟信号，并将其转换为可读取的数字信号的电路。
它通过检测当前的时钟值与它预设的标准值，来决定是否需要重新设定。
4、显示电路为了使时间显示准确，显示电路需要有一定的能力，它可以将控制电路经过变换后的数字转化为可视的数字或符号信号，比如LED。
我们首先使用PIC16F628A微控制器来控制数字电子钟，PIC16F628A是一款常用的单片机，在实现数字电子钟的最基本功能时天然的具有很多优势，即具有丰富的I/O口及高性能的CPU。
而在驱动这个数字电子时钟时，我们选择了普通的石英晶振，其工作电压为3.3V，频率为32.768kHz。
它的作用是将电源电压转换成正弦波信号，然后此信号可以被PIC单片机读取，从而实现全电子时钟功能。
在处理每秒钟走过的时间时，我们使用计数器根据晶振输入的时钟信号逐渐计数，而当计数器计数到一定值时，PIC单片机就知道一秒的时间已经过去，然后继续进行计算.最后，我们选用一个4位共阳极数码管来将这些数据转化为显示数字的动作，它从数据地址上读取数据，然后一次送到一位，就可以实时显示电子时钟的实时时间。
电子数字时钟课程设计报告（数电）
电子数字时钟课程设计报告（数电）第一篇：电子数字时钟课程设计报告(数电)数字电子钟的设计1.设计目的数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。
通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
1.1设计指标1.时间以12小时为一个周期；2.显示时、分、秒；3.具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； 1.2 设计要求1、电路设计原理说明2、硬件电路设计(要求画出电路原理图及说明)3、实物制作：完成的系统能达到题目的要求。
4、完成3000字的课程设计报告2.功能原理2.1 数字钟的基本原理数字电子钟由信号发生器、“时、分、秒”计数器、LED数码管、校时电路、整点报时电路等组成。
工作原理为时钟源用以产生稳定的脉冲信号，作为数字种的时间基准，要求震荡频率为1HZ，为标准秒脉冲。
将标准秒脉冲信号送入“秒计数器”，该计数器采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计数器，可以实现24小时的累计。
LED数码管将“时、分、秒”计数器的输出状态显示。
校时电路是来对“时、分、秒”显示数字进行校对调整。
2.2 原理框图3.功能模块3.1 振荡电路多谐振荡器也称无稳态触发器，它没有稳定状态，同时无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波形（自激振荡）。
石英数字钟课程设计
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低功耗
Q3
为降低功耗，显示电路采用间歇驱动 方式。其原理如下： 输入60HZ的脉冲信号分两路提供给Q2 和Q3， 由于Q2和Q3轮流导通，将分别驱 动两组发光二极管，实现以30HZ的频率 显示笔划从而降低功耗的作用。 D4起降压作用（清屏）。
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5. 显示器设计
显示屏说明
由图可知，该显示屏为共阳极电路，要求译码器输 出低电平。显示段分两组，实现间歇工作方式。
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辅助功能说明
Q F
2
R8 B F
1
A
睡眠功能
20脚睡眠输出是直流信号， 由18脚启动和关闭，由14脚 调整至需要值，最大值59分 钟倒计时。
F
3
K1
R2 C
响闹功能 17脚是内部振荡器RC 输入端，该振荡信号一 是作为外部时基的备用， 二是作13闹输出的信号 源。18脚有闹启动和闹 关闭两种状态，高电平 时闹关闭，低电平时闹 取消，由电子自锁电路 实现。
R.C为时间元件 改变 值可 为时间元件,改变 为时间元件 改变C值可 调整晶振器振荡频率,本电 调整晶振器振荡频率 本电 路振荡频率为30720HZ。 路振荡频率为
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1. 脉冲源设计
整形电路设计： 整形电路设计： 由于晶振器输出的 脉冲波形是不太规则的 矩形波，要得到有规则 的矩形波，须经整形电 路整形。脉冲整形电路 有：削波器、门电路、 双稳态电路、施密特触 发器等。图（3）为施密 特触发器。
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辅助功能说明
校时功能
14、15脚是操作控制端，若接高低电平各有不同的功能。值得注意的是所有输 出端均为低电平有效。 校时电路原理： 将原计数器（如时、分、秒）的输入端断开，另接入频率较高的脉冲信号 （1HZ~3HZ）到输入断，使其快速计数。本实习校时电路只从“分‘个位输 入，用二种速度校分直到时。
数字钟课程设计报告排版
数字钟课程设计报告排版一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数字钟的基本原理和组成部分，掌握数字钟电路的设计方法。
2. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的数字钟。
3. 学生了解数字钟在日常生活和科技领域中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用电子元件和工具进行数字钟的搭建，提高动手实践能力。
2. 学生掌握数字钟程序编写的基本方法，培养编程思维和解决问题的能力。
3. 学生能够通过课程学习，培养团队协作和沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，激发探索科学技术的热情。
2. 学生在学习过程中，养成积极思考、勇于创新的习惯。
3. 学生通过团队合作，学会尊重他人、分享成果，培养良好的团队精神。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：五年级学生，具备一定的电子元件知识和编程基础，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生自主探究，关注学生个体差异，因材施教。
通过课程学习，使学生在掌握知识技能的同时，培养良好的情感态度价值观。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 数字钟原理及组成- 介绍数字钟的基本原理，包括计时、显示等部分- 分析数字钟的各个组成部分，如时钟电路、计数器、译码器、显示器件等2. 数字钟电路设计- 学习数字钟电路的基本设计方法- 掌握常见电子元件的使用，如IC、晶体振荡器、LED等3. 数字钟程序编写- 了解编程语言及其在数字钟设计中的应用- 学习编写简单的数字钟程序，实现计时、显示等功能4. 数字钟制作与调试- 制定制作数字钟的步骤，明确各阶段任务- 学习使用工具和仪器，进行数字钟的搭建和调试5. 数字钟应用与拓展- 探讨数字钟在日常生活和科技领域的应用- 激发学生兴趣，引导他们进行数字钟的拓展创新教学内容安排与进度：第一课时：数字钟原理及组成第二课时：数字钟电路设计第三课时：数字钟程序编写第四课时：数字钟制作与调试第五课时：数字钟应用与拓展教材章节及内容：第一章：电子技术基础1.1 数字电路概述1.2 常见电子元件介绍第二章：数字钟设计与制作2.1 数字钟原理2.2 数字钟电路设计2.3 数字钟程序编写2.4 数字钟制作与调试第三章：数字钟应用与拓展3.1 数字钟在日常生活和科技领域的应用3.2 数字钟的拓展与创新三、教学方法1. 讲授法：- 在数字钟原理及组成、数字钟电路设计等内容的教学中，采用讲授法，为学生讲解基本概念、原理和方法。
数字钟课程设计实习报告
数字钟课程设计实习报告一、实习目的与要求本次数字钟课程设计实习旨在让同学们熟悉数字电路的设计与实践，掌握集成电路的引脚安排、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，培养同学们动手实践能力和问题解决能力。
实习要求设计并制作一个数字电子钟，具体要求如下：1. 显示时、分、秒，时间以24小时为一个周期；2. 具有校时功能，可以分别对时、分进行单独校正；3. 计时过程具有报时功能，当时间到达整点前5秒进行蜂鸣报时；4. 保证计时的稳定及准确，须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
二、实习过程1. 设计原理及其框图数字钟的构成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，其一般构成框图如下：图1 数字钟的组成框图2. 电路设计本次实习采用32768HZ晶振产生振荡脉冲，然后经过CD4060分频后得到2HZ脉冲，再经过74LS74（D触发器）2分频得到1HZ脉冲，由74HC161计数器计数再经CD4511译码器译码后产生驱动数码显示器的信号，使数码显示器呈现出时、分、秒对应的计时数字。
电路还增加了校正电路和整点报时电路，时、分、秒都可手动按键校正，使其准确的工作，在整点的时候发出警报，在每个整点前鸣叫五次低音（500Hz），整点时再鸣叫一次高音（1000Hz）。
3. 元器件及参数选择本次实习所需元器件及参数如下：（1）石英晶体振荡器：32768HZ；（2）CD4060：分频系数为1024；（3）74LS74：D触发器；（4）74HC161：十进制计数器；（5）CD4511：BCD至七段译码器；（6）数码显示器：7段LED；（7）晶体管：放大报警声音；（8）蜂鸣器：报警声音输出。
4. 电路仿真与调试在电路设计完成后，使用Multisim软件进行电路仿真，验证电路功能的正确性。
数字电子时钟课程设计报告-1
目录一、概述 (1)数字钟简介设计目的设计要求二、主要实验器材 (2)三、设计原理及方框图 (3)四、各部分的电路及实现 (5)振荡器电路计数器的设计六十进制电路整点报时电路校时电路五、总体电路图设计 (10)六、安装与调试 (12)七、收获与体会 (12)一、概述1.1数字钟简介20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、集成电路有体积小、功耗小、功能多、携带方便等优点，，因此在许多电子设备中被广泛使用。
电子钟是人们日常生活中常用的计时工具，而数字式电子钟又有其体积小、重量轻、走时准确、结构简单、耗电量少等优点而在生活中被广泛应用，因此本次设计就用数字集成电路和一些简单的逻辑门电路来设计一个数字式电子钟，使其完成时间及星期的显示功能。
多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
具有时间显示、走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。
电路装置十分小巧,安装使用也方便。
同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱设计目的（1）.让学生掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路及数字逻辑电路系统的设计、安装、测试方法；（2）. 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；（3）. 提高电路布局﹑布线及检查和排除故障的能力；（4）.培养书写综合实验报告的能力设计要求（1）设计一个有“时”、“分”、“秒”（12小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。
数字钟课程设计报告
数字钟课程设计报告前言：随着科技的不断进步，数字化已经成为了各个领域的主流趋势。
数字技术也在教育领域得到广泛应用。
数字化教育为学生提供了更好的学习方式和体验，同时也给教育工作者带来了更多的创新空间。
本文将围绕数字化教育，探讨数字钟课程设计报告。
数字钟的设计：数字钟是一个数字化的学习工具，在各学科的教学中都得到了广泛应用。
数字钟的设计可以遵循以下步骤：1.确定教学目标：数字钟的设计必须遵循教学目标，以便为教师和学生提供最佳的学习体验，使教学更加生动有趣。
2.选择数字钟的类型：根据教学目标和特点，可以选择不同类型的数字钟，例如计时器、倒计时器、时间轴等。
3.选择数字钟的功能：数字钟的功能会影响到教学效果，因此需要根据教学目标和教学特性选择数字钟的功能。
4.美化数字钟的界面：美化数字钟的界面能够增加学生的学习兴趣，提高教学效果，从而实现教学目标。
数字钟的应用：数字钟是一种数字化教学工具，可以在各个学科的教学中得到广泛应用。
下面以数学为例，详细说明数字钟在数学教学中的应用。
数字钟可以用于教学观念的讲解。
在数学教学中，学习时间的观念非常重要。
使用数字钟可以帮助学生了解时间的本质，为学生认识到时间的重要性打下基础。
数字钟也可以用于学习数学运算。
例如，教师可以设置数字钟来进行加减乘除的计算，帮助学生提高计算速度和精确度。
数字钟还可以用于检查作业。
教师可以在数字钟上设置一个时间限制，让学生在规定时间内完成作业。
如果学生没有完成作业，数字钟将会提醒他们完成。
数字钟的优势：数字化教育工具的吸引力取决于它们的功能和灵活性。
数字钟虽然看起来简单，但它的实际用途非常重要。
它能够帮助教师更好地了解学生的学习情况，同时也能够更好地帮助学生提升学习效果。
数字钟优势如下：1、灵活性：数字钟可以根据教学需要进行设计和选择，可以在不同的学科中得到广泛应用。
2、互动性：数字钟可以与学生互动式地使用。
通过使用数字钟可以促进学生互动，提高学生的学习效果，帮助学生主动掌握学习内容。
数字钟课程设计报告
数字钟课程设计报告概述本文旨在对数字钟课程设计进行报告，展示课程设计的目标、内容和重要性，并讨论学生在课程中的学习过程和成果。
引言数字钟作为一种常见的电子产品，其设计涉及到硬件、软件和用户体验等多个方面。
本课程旨在培养学生对数字钟设计的理解和实践能力，从而增加他们在电子领域的竞争力。
目标本课程的目标是使学生掌握数字钟的设计原理和方法，并能够独立完成一个数字钟的设计和制作。
通过本课程，学生将了解数字钟所用到的电路原理、程序设计、电子元器件的选择和使用等关键知识，同时也将提升他们的动手实践能力和问题解决能力。
内容数字钟课程主要包含以下几个方面的内容：1. 电路原理的学习：学生将学习数字钟所用到的基础电路原理，包括时钟电路、计数器等。
他们将理解不同电子元器件在电路中的作用和连接方式。
2. 硬件设计与制作：学生将进行数字钟的硬件设计和制作。
他们将选择适当的电子元器件，设计并制作出数字钟所需要的电路板和外壳。
3. 程序设计与编程：学生将学习使用特定的编程语言，如C语言或者Arduino语言，来编写数字钟的程序。
他们将学习如何通过编程控制数字钟的功能和显示。
4. 用户体验与界面设计：学生将学习如何设计数字钟的用户界面，包括显示方式、设置功能、报时功能等。
他们将根据用户需求和习惯设计出用户友好的数字钟。
学生学习过程数字钟课程采用理论课程与实践课程相结合的方式进行教学，以提高学生的学习效果和动手能力。
在理论课程中，学生将参加授课、研讨和小组讨论等教学活动。
通过理论课程的学习，学生将对数字钟的原理和设计方法有一个全面的理解。
在实践课程中，学生将进行数字钟的设计和制作。
教师将给予学生必要的指导和建议，鼓励他们提出自己的创新思路，并尝试解决实际问题。
通过实践过程，学生将巩固所学的理论知识，并了解电子产品设计的实际操作流程。
课程成果通过数字钟课程的学习，学生将获得以下几个方面的成果：1. 理论知识的巩固：学生将对数字钟的原理和设计方法有一个深入的理解，并能够运用所学知识解决实际问题。
数字钟课程设计报告模板
数字钟课程设计报告模板一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握数字钟的工作原理、设计和制作方法。
知识目标包括了解数字钟的组成部分、工作原理和相关电路知识；技能目标包括学会使用数字电路设计软件进行数字钟的设计和仿真，并能实际制作出一个简单的数字钟；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作精神和对电子技术的兴趣。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字钟的工作原理、设计和制作。
首先，学生需要了解数字钟的组成部分，包括时钟芯片、显示模块、按键输入模块等，并学习相关电路知识。
然后，学生将学习如何使用数字电路设计软件进行数字钟的设计和仿真，包括时钟信号的产生、计数器的实现、显示模块的设计等。
最后，学生将实际制作出一个简单的数字钟，并进行调试和测试。
三、教学方法为了达到上述教学目标，本课程将采用多种教学方法。
首先，将采用讲授法，向学生讲解数字钟的工作原理和相关电路知识。
其次，将采用讨论法，引导学生进行思考和提问，促进学生之间的交流和合作。
此外，还将采用案例分析法，通过分析具体的数字钟设计案例，帮助学生理解和掌握设计方法和技巧。
最后，将采用实验法，让学生亲自动手制作和调试数字钟，提高学生的实践能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，将选择一本与数字钟设计和制作相关的教材，用于学生学习和参考。
参考书方面，将提供一些与数字电路设计和仿真相关的书籍，供学生进一步深入学习和研究。
多媒体资料方面，将制作一些与数字钟设计和制作相关的教学视频和演示文稿，用于课堂演示和讲解。
实验设备方面，将准备一些数字电路设计实验板和相关器件，供学生进行实验和制作数字钟。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性等，占总评的20%。
作业包括课堂练习和课后作业，主要评估学生的理解和应用能力，占总评的30%。
电子石英钟课程设计
电子石英钟课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子石英钟的基本原理，掌握其计时功能的工作机制。
2. 学生能描述电子石英钟的主要组成部分，包括石英晶体、集成电路、指示器等。
3. 学生能解释电子石英钟的时间调整、闹钟设置等操作步骤。
技能目标：1. 学生能够独立完成电子石英钟的组装，并对其进行简单的故障排查与维修。
2. 学生通过实际操作，提高观察、分析和解决问题的能力。
3. 学生能运用所学知识，设计并制作一个简单的电子时钟。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性。
2. 学生在合作完成项目的过程中，培养团队协作精神，增强沟通与表达能力。
3. 学生通过了解电子石英钟的发展历程，认识到科技对社会进步的重要性，增强社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生通过动手实践，掌握电子石英钟的相关知识，提高实际操作能力。
同时，注重培养学生的团队合作意识，激发学生对科技的兴趣，使其在学习过程中形成正确的价值观。
课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容本课程依据课程目标，选取以下教学内容：1. 电子石英钟的基本原理与结构：包括石英晶体的振荡特性，集成电路的功能与作用，指示器的种类及其工作原理。
- 教材章节：第二章“电子时钟原理”2. 电子石英钟的组装与调试：指导学生进行电子石英钟的组装，教授调试方法，包括时间校准、闹钟设置等。
- 教材章节：第三章“电子时钟组装与调试”3. 故障排查与维修技巧：介绍常见故障现象及其原因，教授基本的排查与维修方法。
- 教材章节：第四章“电子时钟故障分析与维修”4. 设计与制作简易电子时钟：引导学生运用所学知识，进行创意设计并动手制作。
- 教材章节：第五章“简易电子时钟设计与制作”教学大纲安排如下：1. 引言与基本原理学习（1课时）2. 电子石英钟组装与调试（2课时）3. 故障排查与维修技巧（1课时）4. 设计与制作简易电子时钟（2课时）教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，确保学生能够逐步掌握电子石英钟相关知识，并应用于实际操作中。
数字石英钟
目录电子技术课程设计目的 (2)数字式石英钟设计任务及要求 (2)第一章、系统原理概述 (2)第二章、各单元电路设计与分析 (3)第三章、电路的安装与调试 (8)第四章、设计心得 (8)附：元件明细表 (11)参考文献 (12)一、电子技术课程设计目的1.熟悉集成电路的引脚安排。
2.掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3.了解面包板结构及其接线方法。
4.了解数字钟的组成及工作原理。
5.熟悉数字钟的设计与制作。
二、数字式石英钟设计任务及要求1、设计一台能以十进制数字显示“时”、“分”、“秒”的数字式石英钟以LED 数码管作为显示器件。
2、走时精度应高于机械时钟，具有校时功能（能对时、分进行校正）。
时、分通过按键进行校正，至少有单向（最好双向），秒校正通过按键清零。
3、具有模仿中央人民广播电台的整点报时功能，响1s，停1s，前四声为低音，最后一响为高音，音响结束时正好为整点。
4、完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性。
第一章、系统原理概述1、数字钟的构成原理（1）数字钟的构成：振荡器、分频器、计数器、译码器、ＬＥＤ数码管显示器等几部分。
（2）数字钟的时、分、秒实际上就是由一个24进制计数器（00-23），两个60进制计数器（00-59）级联构成。
设计数字钟实际上就是计数器的级联。
（3）芯片选型：由于24进制、60进制计数器均由集成计数器级联构成，且都包含有基本的十进制计数器，从设计简便考虑，芯片选择同步十进制计数器74LS160。
2、数字钟电路系统的组成框图数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中，主题电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。
下图所示为数字钟的一般构成框图。
3、系统的工作原理：振荡器产生的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经过分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向时计数器进位，小时计数器按照24进制计数。
计数器的输出经译码器输出或经七段译码器/驱动器（74LS47）由LED数码管显示输出。
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数字电子钟的设计与制作一、设计概述1.设计任务➢时钟脉冲电路设计➢60进制计数器设计➢24进制计数器设计➢“秒”，“分”，“小时”脉冲逻辑电路设计➢“秒”，“分”，“小时”显示电路设计➢“分”，“小时”校时电路➢整点报时电路2.功能特性➢设计的数字钟能直接显示“时”，“分”，“秒”，并以24小时为一计时周期。
➢当电路发生走时误差时，要求电路具有校时功能。
➢要求电路具有整点报时功能，报时声响为四低一高，最后一响正好为整点。
3.原理框图图1 原理框图二、设计原理数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。
因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。
干电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。
秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。
将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发现胡一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来。
整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。
校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。
三、设计步骤1.计数器电路根据计数周期分别组成两个60进制（秒、分）和一个24进制（时）的计数器。
把它们适当连接就可以构成秒、分、时的计数，实现计时功能。
CC4518的符号如图，一个芯片集成了两个完全相同的十进制计数器，其异步清零信号CR是高电平有效。
记数脉冲输入CP和记数允许EN是或关系，即EN=1时，CP脉冲可以通过或门产生上升沿触发记数，反过来如将CP端接低电平（CP=L），则EN端可以加入计数脉冲，用其下降沿经反相通过或门产生上升沿触发计数，计数器输出8421BCD码。
➢秒计数器的设计及安装秒计数器为60进制计数器。
实现此模数的计数器是由双BCD同步加计数器CD4518构成。
秒计数器是六十进制，由一个十进制和一个六进制计数器异步级联组成，各记数器都接成下降沿触发方式，其中六进制计数器用异步复接法构成。
两级计数器出现0110，0000时通过置数脉冲使计数器清零,也就是此时AQ2,AQ1通过与门后发出置数脉冲使计数器通过清零端AR清零（如图2所示）。
图2 秒计数器➢分计数器的设计及安装分计数器也是60进制计数器。
同秒计数器一样是由双BCD同步加计数器CD4518构成。
再按同秒计数器的方法接成可实现100进制的计数器。
再用同秒计数器的方法实现60进制（如图3所示）。
图3 分计数器➢时计数器的设计及安装时计数器是24进制计数器。
实现此模数的计数器是由双BCD同步加计数器CD4518构成。
时计数器是24进制，在两级计数器出现0010，0100时通过置数脉冲使计数器清零,也就是此时AQ1,BQ2通过与门后发出置数脉冲使计数器通过清零端AR，BR清零，这样就构成了24进制计数器（如图4所示）。
图4 时计数器2.译码和数码显示电路译码和数码显示电路是将数字钟的计时状态直观清晰地反映出来。
可被人们的视觉器官所接受。
显示器件选用液晶显示。
能显示出清晰直观的数字符号。
译码电路的功能是将“秒”“分”“时”计数器的输出代码进行编译，变成相应的数字。
用于驱动液晶显示的输入端，便可进行不同数字显示。
当数字钟的计数器在CP脉冲的作用下，按60秒为一分，60分为一小时，24小时为1天的计数规律计数时，就应将其状态显示成清晰的数字符号，需要将计数器的状态进行译码并将其显示出来（如图5所示）。
图5译码和数码显示电路3.振荡器电路振荡器的作用是产生时间标准信号。
数字钟的精度就是主要取决于时间标准信的频率和稳定度。
所以，在实验中采用电路由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD双主-从D型触发器CD4013构成的秒信号发生器作为时间标准信号源（如图6所示）。
图6 秒脉冲发生器CC4060是带振荡电路的14位二进制计数器，晶体和电阻电容配合振荡电路组成振荡器，振荡频率为32768Hz，该信号在片接至计数器的计数脉冲输入端，经过14级分频，在输出端QN得到2Hz方波信号，再经过CC4013组成的二分频电路得到1Hz秒脉冲信号。
CC4013是双D触发器，其中一个用于秒脉冲电路，产生单脉冲的原理是：在按键开关S4按下接通时，VDD被R1，R2两个电阻分压使置1端S为高电平，Q输出变1，通过R3向C1充电，置0端R电位由低变高，至有效高电平时使出发器Q返回0，每按一次按键Q端就输出一个单脉冲，通过S1-S3三个开关用此脉冲代替时，分，秒记数器，人为更改计数值，以对时，分，秒分别进行校时。
4.校时电路数字钟电路由于秒输出信号的精确性和稳定性不可能做到完全准确无误，又因为电路中其他的原因数字钟总会产生走时误差的现象。
所以，电路中就应该有校准时间功能的电路。
校时的方法是给被校时的计时电路引入一个超出常规计时许多倍的快速脉冲信号，从而使计时电路快速达到标准时间。
将脉冲信号引到“分”和“时”的脉冲输入端以便快速校准“分”和“时”。
CC4013是双D触发器，其中一个用于秒脉冲电路，产生单脉冲的原理是：在按键开关S4按下接通时，VDD被R1，R2两个电阻分压使置1端S为高电平，Q输出变1，通过R3向C1充电，置0端R电位由低变高，至有效高电平时使出发器Q返回0，每按一次按键Q端就输出一个单脉冲，通过S1-S3三个开关用此脉冲代替时，分，秒记数器，人为更改计数值，以对时，分，秒分别进行校时（如图7所示）。
图7 校时电路5.整点报时电路当数字钟显示整点时，应能报时。
要求当数字钟的“分”和“秒”计数器计到59分50秒时，驱动音响电路，要求每隔一秒音响电路鸣叫一次，每次叫声的时间持续1秒，10秒中自动发出5声鸣叫，并且前4声低，最后一声高，正好报整点。
整点报时电路主要由控制门电路和音响电路两部分组成（如图8所示）。
图8整点报时电路➢控制门电路部分图9中与门的输入信号Q4、Q3、Q2、Q1、分别表示“分十位”、“分个位”、“秒十位”、“秒个位”的状态，下标中的D、C、B、A分别表示组成计数器的四个触发器的状态。
由图9可以看出：Y1=QC4*QA4*QD3*QA3Y2=Y1*QC2*QA 2以上二式表示当分十位为5（即QC4QA4=101）、分个位为9（即QD3QA3=1001）、秒十位为5（即QC2QA2=101）时，即59分50秒时发出控制信号。
根据设计要求，数字钟电路要求在59分51秒、53秒、55秒、59秒时各鸣叫一次。
当计数器达到59分50秒时，分、秒计数器的状态为：QD4QC4QB4QA4=0101（分十位）QD3QC3QB3QA3=1001（分个位）QD2QC2QB2QA2=0101（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒个位）前四声计数器状态发生在59分51秒至59分58秒之间。
因此，只有秒个位的状态发生变化，而其他计数器的状态无需变化，所以可保持不变。
此时QC4=QA4=QD3=QA3=QC2=QA2=1不变，将它们相与即得Y2。
而51秒、53秒、55秒、57，59秒时的秒计数器个位状态分别为QD1QC1QB1QA1=0001（51秒）QD1QC1QB1QA1=0011（53秒）QD1QC1QB1QA1=0101（55秒）QD1QC1QB1QA1=0111（57秒）并根据需要，前四声为低，则接如512Hz的脉冲信号。
最后一声的各计数器状态分别如下：QD4QC4QB4QA4=0000（分十位）QD3QC3QB3QA3=0000（分个位）QD2QC2QB2QA2=0000（秒十位）QD1QC1QB1QA1=0000（秒个位）即只须将分进位信号和1024Hz的脉冲信号接入即可（如图9所示）。
图9 整点报时控制门电路➢音响电路部分音响电路采用集电极输出器，推动8欧母的喇叭，三极管基极串接10K限流电阻，是为了防止电流过大损坏喇叭（如图10所示）。
图10 整点报时音响电路四、设计电路原理图：图11 设计电路原理图五、印制板图图12 印制板图六、材料清单七、电路调试1.计数器的安装与调试。
按图2，图3，图4电路在实验箱上连线。
连线顺序为秒计数器，分计数器，时计数器。
接好线路后，将秒计数器，分计数器，时计数器连接个位的芯片的第2个和第10个管脚分别接上脉冲上检验所接电路是否为正确的。
2.译码显示电路的安装与调试。
按图5电路在数字电路实验箱上连线。
按已接好的脉冲调试，看看所接电路是否正确。
3.振荡器的安装和调试。
按图6电路在实验箱上连线。
接上示波器，观察波形可知道振荡器安装是否正确。
4.校时电路的安装和调试。
按图7所示的电路图在数字实验箱上连线。
将电路输出接二极管。
拨动开关。
观察在CP作用下，输出端二极管的显示情况。
根据开关的不同状态，输出端输出频率之比约为1：60，“开关”即数字实验箱上的逻辑电平开关。
5.整点报时电路的安装和调试。
按图8在数字实验箱上连线。
报时电路发出的声响是59分1秒至59分60秒之间，59分的状态是不变的。
观察计数器CP信号的作用下，喇叭发出声响的情况。
八、设计体会通过该设计让我通过设计掌握数字电路设计和制作的一般方法。
通过对实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试环节，我初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
认识到理论和实际电路之间的不同，让我更注意理论和实际的联系，并初步学会了在电路设计方面理论向实际转化的方法。
在整个数字钟的设计过程中，自己从中也学到了不少知识，特别是CMOS门电路。
加强了理论知识与实践统一的能力，加强了自己的动手操作能力，为以后的电路设计打好基础。
附录芯片功能表CD4518 双BCD同步加计数器CD4023 三3输入端与非门CD4013 双主-从D型触发器CD4081 四2输入端与门CD4082 双4输入端与门CD4060 14级二进制串行计数/分频器参考文献【1】贾秀美，数字电路实践技术（第一版）.中国科学技术，2000【2】王毓银，脉冲与数字电路（第三版）.高等教育，1999【3】路勇，电子电路实践及仿真（第一版）.清华大学，2004【4】宝经，中国集成电路大全CMOS集成电路（第一版）. 国防工业，1985 【5】岳怡，数字电路与数字电子技术（第一版）.西北工业大学，2001【6】常澍，数字逻辑电路（第一版）.国防工业，2002【7】萧宝瑾，protel 99 SE操作指导与电路设计实例（第一版）.理工大学，2004 【8】网址：.mcuok./viewthread.php?tid=603【9】网址：.dzzxw./Yqj6-4.php【10】网址：.c51mcu./xz/cd40books-1.htm【11】网址：/pages/2004/12/04/D156230.ht更多资料尽在： 大学生部落-大学生第一门户社区。