数电课程设计数字电子时钟的实现

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课程设计报告;

设计题目：数字电子时钟的设计与实现

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摘要

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钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，大大的扩展了原先钟表的报时。诸如，定时报警、按时自动打铃、时间程序自动控制等，这些，都是以钟表数字化为基础的。功能数字钟是一种用数字电路实现时、分、秒、计时的装置，与机械时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。从原理上讲，数字钟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，此次设计与制作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使用方法。通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。通过仿真过程也进一步学会了Multisim 7的使用方法与注意事项。

本次所要设计的数字电子表可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，定点报时。由于集成电路技术的发展，，使数字电子钟具有体积小、耗电省、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。

关键词：数字钟，组合逻辑电路，时序电路，集成电路

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目录

摘要 (1)

第1章概述 (3)

第2章课程设计任务及要求 (4)

设计任务 (4)

设计要求 (4)

第3章系统设计 (6)

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方案论证 (6)

系统设计 (6)

结构框图及说明 (6)

系统原理图及工作原理 (7)

单元电路设计 (8)

单元电路工作原理 (8)

元件参数选择 (14)

第4章软件仿真 (15)

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仿真电路图 (15)

仿真过程 (16)

仿真结果 (16)

第5章安装调试 (17)

安装调试过程 (17)

故障分析 (17)

第6章结论 (18)

第7章使用仪器设备清单 (19)

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参考文献 (19)

收获、体会和建议 (20)

第1章概述

数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS--LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。本设计主要是用中、小规模集成电路设计的一台能显示时、分、秒的数字电子钟。

数字电子产品的发展不仅是人类文明进步的标志，同时也是科技创新的必然要求。对推动社会的进步起着不可磨灭的作用，而电子时钟作为一种普遍的电子产品，更是人们生活所不可缺少的。任何精密的仪器都必须依赖时间的计量才会拥有其存在的价值。由此可知，对于电子产品的研究与设计就变得是那样的必不可少，这是创新精神的要求，也是时代赋予我们的一份责任。

因此，此次设计与制作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使用方法。数字电子钟是一个将“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。

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通过此次课程设计可以进一步学习与各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。通过仿真过程也进一步学会了Multisim 7的使用方法与注意事项。数字电子钟是一个将“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。

第2章课程设计任务及要求

设计任务

设计一个数字钟，具有时、分、秒计数显示功能，以24小时循环计时，并用数码管显示从0时0分0秒到23时59分59秒。

进一步掌握数字电子技术课程所学的理论知识，并熟练加以应用。在以前所学的知识的基础上提高分析问题，解决问题的能力。

熟悉几种常见的数字电子器件，计数器、七段字形译码器等。掌握其工作原理和使用方法，并能熟练的将其组合连接，使其构成简单的24小时数字电子时钟。

基于multisim7对电路进行仿真。

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主要功能：

1.能显示时、分、秒，且24小时制；

2.具有开机清零功能；

3.具有校时功能，可以分别对时、分进行单独校时，使其校正到标准时间；

4.计时过程具有整点报时功能；

5.设计所需的脉冲电路；

6.用二进制集成计数器设计一个分、秒钟计数器，即六十进制计数器；

7.用二进制集成计数器设计一个24小时计数器；

8.译码显示电路显示时间；

…

9.设计一个秒钟发生器，输入1Hz的时钟

10.闹钟功能：可按设定的时间报时。

设计要求

完成原理图设计、模拟仿真，按要求完成设计报告。

1.理论设计部分

⑴独立完成系统的原理设计。说明系统实现的功能，应达到技术指标，进

行方案论证，确定设计方案。

⑵画出电路图，说明各部分电路的工作原理，初步选定所使用的各种器件的主要参数及型号，列出元器件明细表。

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⑶系统中包含的中、小规模集成电路的种类至少在六种以上。

2.模拟仿真

⑴根据理论设计用multisim 7在计算机上进行仿真。验证所设计方案的正确性。

⑵分析电路的工作原理，写出仿真报告。

3.安装调试部分

⑴实现数字钟，并进行单元测试和系统调试。完成系统功能。

⑵若系统出现故障，排除系统故障，分析并记录系统产生故障的原因，并{

将此部分内容写进报告中。

4.写出课程设计总结报告