一．設(shè)計(jì)名稱：數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)

二．設(shè)計(jì)目的：

1.熟悉集成電路的引腳安排；

2.掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。

3.了解數(shù)字鐘的組成及工作原理。

4.熟悉數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作。

三．設(shè)計(jì)原理思路

數(shù)字電子鐘是由石英晶體振蕩器，分頻器，計(jì)數(shù)器，譯碼器，顯示器及校時(shí)電路組成，由石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器作為秒脈沖，秒脈沖送入計(jì)時(shí)器，分?jǐn)?shù)結(jié)果通過(guò)“時(shí)”，“分”，“秒”譯碼器顯示時(shí)間。

數(shù)字電子鐘原理框圖如下圖所示：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3946.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3957.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3958.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3968.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps3969.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps396A.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397B.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397C.tmp.pngfile:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397D.tmp.png

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps397E.tmp.png

四．設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1.設(shè)計(jì)一個(gè)具有“時(shí)”“分”“秒”顯示的電子鐘（23小時(shí)59分59秒），具有校時(shí)，校分功能。

2.用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘，并在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行組裝，調(diào)試。

3.畫(huà)出框圖和邏輯電路圖，寫(xiě)出設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。

4.選做功能：

（1）鬧鐘功能

（2）整點(diǎn)報(bào)時(shí)。從59分50秒開(kāi)始，每隔2秒發(fā)出一次“嘟”的信號(hào)。連續(xù)五次，最后一次要求高音“嘟”的信號(hào)，從此信號(hào)結(jié)束到達(dá)正點(diǎn)。

（3）日歷系統(tǒng)

五．multisim仿真

1.用電腦上的軟件multisim進(jìn)行仿真，所需器件類型如下：

74LS160芯片6個(gè)，+5V電壓源，七段數(shù)碼管6個(gè)，與門3個(gè)，非門3個(gè)，導(dǎo)線若干，開(kāi)關(guān)4個(gè)

2.電源單元要使用VCC

3.時(shí)間計(jì)數(shù)單元

時(shí)間計(jì)數(shù)單元有時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個(gè)部分

時(shí)計(jì)數(shù)單元為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分和秒計(jì)數(shù)單元為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

秒，分，十計(jì)數(shù)單元分別如下：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps398F.tmp.jpg

秒計(jì)數(shù)單元

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A0.tmp.jpg

分計(jì)數(shù)單元

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A1.tmp.jpg

時(shí)計(jì)數(shù)單元

4.顯示單元

顯示單元使用DCD_HEX七段顯示數(shù)碼管

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39A2.tmp.jpg

5.校時(shí)電路

當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需耍對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。通常，校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的信號(hào)加到需耍校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。

b.校時(shí)時(shí)的時(shí)候，將開(kāi)關(guān)6斷開(kāi)，斷開(kāi)閉合一次開(kāi)關(guān)7將使時(shí)顯示器計(jì)數(shù)加1

6.實(shí)驗(yàn)整體設(shè)計(jì)仿真電路圖如下頁(yè)

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39B5.tmp.jpg

六．實(shí)驗(yàn)室搭電路

1.連接好的電路圖如下：

file:///C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps39B6.tmp.png

該電路輸入接1Hz的輸入，將使得其示數(shù)增加頻率和實(shí)際時(shí)間相同

七．實(shí)驗(yàn)心得

我們學(xué)習(xí)了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，對(duì)電子技術(shù)有了一些初步了解， 但那都是一些理論的東西。通過(guò)這次數(shù)字電子鐘的課程設(shè)計(jì)，我們才把學(xué)到的東 西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解。

1.連接電路時(shí)要按照秒，分，時(shí)的順序進(jìn)行，每一個(gè)模塊沒(méi)有問(wèn)題之后再做下一個(gè)。設(shè)計(jì)中導(dǎo)線太多，按照電路圖全部連好再檢查的話，不容易理清線路；

2.實(shí)驗(yàn)室有些導(dǎo)線可能是壞的，在連線前要檢查每一根導(dǎo)線的好壞，；

3.設(shè)計(jì)時(shí)可能會(huì)有多個(gè)方案，這時(shí)要選擇比較簡(jiǎn)單可行的，芯片要選擇常見(jiàn)的，否則可能使得實(shí)驗(yàn)無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；

4.調(diào)試過(guò)程中，第一次是按照電路圖先把要接電源和接地的全部連好再連接，但是當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)由于電路復(fù)雜，無(wú)法弄清楚是哪一根導(dǎo)線連錯(cuò)，最后是按照秒，分，時(shí)的順序，調(diào)制好一部分后再繼續(xù)連接下一個(gè)部分。

5.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到自己解決不了的問(wèn)題要和同組伙伴溝通討論，或者和其他同學(xué)討論效果會(huì)比自己一個(gè)人來(lái)做好；

6.對(duì)于multisim的運(yùn)用更加熟練。

八．參考文獻(xiàn)

1.王毓銀  數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（第二版） 高等教育出版社   

2.唐華光，陳大欽  電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 高等教育出版社

3.閻石  數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)  高等教育出版社

4.任駿  數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)  東北大學(xué)出版社