电子时钟 电子技术基础 课程设计_电子时钟课程设计

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课程设计报告

课 程 名 称 电子技术基础 院 部 名 称

机电工程学院

专

业

自动化

班 级 10自动化 指 导 教 师 赵国树

金陵科技学院教务处制

目录

一、课程设计应达到的目的............................................二、课程设计题目及要求..............................................三、课程设计任务及工作量的要求....................................1.设计要求.......................................................2.总体参考方案.................................................3.单元电路设计....................................................（1）.秒脉冲发生器.............................................（2）.秒、分、时计数器...........................................（3）.秒、分、时译码显示模块....................................（4）.校时电路................................................4.附图说明各部分功能的实现....................................（1）.开始状态................................................（2）.时、分、秒分别校时........................................（3）.3满60秒向分钟进位状态...................................（4）.满60分向小时进位状态....................................（5）.23:59:59向00:00:00进位状态................................5.整体电路图....................................................6.实验室调试....................................................（1）.元件清单.................................................（2）.调试过程...............................................（3）.调试结果(照片).........................................（4）.调试心得体会..............................................参考文献.......................................................致谢........................................................一、课程设计应达到的目的1、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。

二、课程设计题目及要求

数字电子时钟设计

1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

2、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。

3、具有快速校准时、分的功能。

三、课程设计任务及工作量的要求

1、设计要求

（1）、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。

（2）、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。（3）、具有快速校准时、分的功能。

2、总体参考方案 框图

T0.7(R12R2)C0.7(6k24.7k)100uF1.078s

3.单元电路设计（1）.秒脉冲发生器

采用555施密特触发器

相关计算如下

仿真图

（2）.秒、分、时计数器

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。

由秒脉冲获得的1Hz的频率首先送到计数器，这里采用的是十进制计数器74LS192，达到10次脉冲向前进位并且同步清零，一次来实现“秒”各位的十进制，然后产生一个进位信号，向“秒”的十位送达一个脉冲，“秒”的十位数字将要显示六时，将Q1，Q2经过与门与MR相连，一次达到“秒”的六十清零的目的，同样，分钟的个位的计数要通过秒十位的Q1，Q2经过与门，与“分”个位的家计数器相连，时，“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。

74LS192功能及引脚图

、可预置的十进制加/减计数器

仿真图

（3）.秒、分、时译码显示模块

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。

（4）.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”

“秒”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。需要注意的时，校时电路是由与门构成的组合逻辑电路如下图示：

方法：“秒”校时采用等待校时法。正常工作时，将开关S1拨向VDD位置，不影响与门G1传送秒计数信号。进行校对时，将S1拨向接地位置，封闭与门G1，暂停秒计时。标准时间一到，立即将S1拨回VDD位置，开放与门G1。“分”和“时”校时采用加速校时法。正常工作时，S2和S3接地，封闭与门G3或G5，不影响或门G2或G4传送秒、分进位计数脉冲。进行校对时，将S2、S3拨向VDD位置，秒脉冲通过G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“时”计数器，让“分”、“时”计数器以秒节奏快速计数。待标准时、分一到，立即将S2、S3拨回接地位置，封锁秒脉冲信号，开放或门G2、G4对秒、分进位计数脉冲的传送

仿真图

4、附图说明各部分功能的实现

（1）.开始状态

（2）.时、分、秒分别校时

.（3）..满60秒向分钟进位状态

（4）、满60分向小时进位状态

（5）、23:59:59向00:00:00进位状态

5.整体电路图

6、实验室调试（1）元件清单

（2）调试过程

于6月7日下午开始进行实物调试，历时四个小时。首先调试的是秒脉冲发生器，以NE555为主要芯片其引脚示意图如下图示

选择合适的电阻电容，根据仿真的数据以及连接方式，对其进行调试，由于脉冲产生的波形不稳定，可以采取将脉冲信号经过非门调试。计数器采用的是十进制计数器74LS192，其引脚示意图以及功能表如下示

74ls192引脚图

74ls192功能表

将192的输出端Q1、Q2、Q3、Q4分别与译码器74LS48的A、B、C、D相连接，其引脚示意图如下图示

译码器与共阴极的七段数码管分别相连接。主要部分已经完成，所需要注意的是，每一个芯片都要接通电源和地。至于控制电路以及逻辑进位和清零，所需要的芯片主要是与门和或门以及非门，三者的引脚示意图分别如下示

（与门74LS08）(或门74LS32)（非门74LS00）

（3）调试结果(照片)由于跳动的太大，在进行校正时，可能不会尽如人意，照片如下图示

（4）调试心得体会

通过这次数字电子钟的课程设计，我们才把学到的东西与实践相结合。从中对我们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构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。也锻炼了自己独立思考问题的能力和通过查看相关资料来解决问题的习惯。虽然这只是一次简单的课程设计，但通过这次课程设计我们了解了课程设计的一般步骤，和设计中应注意的问题。设计本身并不是有很重要的意义，而是同学们对待问题时的态度和处理事情的能力。各个芯片能够完成什么样的功能，使用芯片时应该注意那些要点。同一个电路可以用那些芯片实现，各个芯片实现同一个功能的区别。

另外，我还渐渐熟悉了pruteus这个仿真软件的各个功能，让我体会到了期中的乐趣，还在电脑制作文档的过程中，使我对办公软件有了更进一步的了解和掌握。

参考文献

1.现代数字电路与逻辑设计 清华大学出版社 北京交通大学出版社.2.模拟电子技术（修订版）清华大学出版社 北京交通大学出版社

3.模拟电子技术教程 电子工业出版社

4.朱定华主编.电子电路测试与实验.北京：清华大学出版社，2004.致谢

首先要感谢赵国树老师的悉心教导，几天来，赵老师的不辞劳苦给我留下了深刻的印象，赵老师严谨的教学态度以及他丰富的学识，让我们学到了很多在《数字电子电路》等方面的知识，同时让我们认识它的趣味性、实用性，让我深深的喜欢上了这门学科。当我们在课程设计上遇到困难时，老师一边又一遍的给我们讲解，在此，向赵国树老师致以最诚挚的谢意。