湖南工程学院

课   程   设   计

课程名称        数字电路技术             

课题名称        多功能数字钟             

专    业      电气工程及其自动化         

班    级                            

学    号                               

姓    名                           

指导教师                           

20##  年 10  月 21  日

目     录

一、设计要求内容与要求

二、    设计总体思路，基本原理和框图

三、单元电路设计

四、仿真结果

五、实验调试

六、总结与体会

七、整机原理图

二、设计总体思路，基本原理和框图

本次课程设计依据数字钟应具有时、校时两大主要功能，可知该电路必须有如下几部分组成，信号发生器、计数器、译码器、显示器。然而其中信号发生器是秒、分、时所共有的，秒、分、时又分别拥有自己的计数器、译码器和显示器。其中秒、分、时相互之间的关系又各不相同，从秒到分与从分到时都是六十进一，而小时则是逢24则归零，故需分开设计。秒、分、时之间还涉及到进位的设计。

基本原理：信号发生器产生频率为1HZ的信号送往秒计时器，开始计时，通过进位一次让分、时计时器计时，再将其分别译码，最后显示出来，当其中还要有附加电路校时。

数字时钟原理框图如下

三、       单元电路设计

1.信号发生器

在本次课程设计中采用了有CB555定时器设计的一个多振荡器，当然也可以采用石英晶体多振荡器。

l  多振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动产生就行脉冲。由CB555的特性参数，可知当电源5V时，在100没mA的输出电流下输出电压为3.3V，故取Vcc为5V可以满足脉冲幅度的需求。当参数如下时，周期T=（R1+2R2）Cln2=1。这时刚好满足一秒钟的信号要求。

图 1

图 2   555芯片

2.计数电路

74610是中规模集成的同步十进制加法器简单的介绍就是当Rˊ、LDˊ、EP、ET接入高电平是，74610计数器开始计数，即当接收到时钟信号为上升沿时，记一次时。从0000开始状态开始计时，直到输入第九个技术脉冲为止，此时为1001状态，再返回0000状态。当RDˊ端=0时所有触发器将同时被置零，且该操作不受其他输入端状态的影响。

   

             4位同步二进制计数器74160的功能表

图 3

图 4

数字钟的计数电路是由两个60进制计算器与一个24进制计数器电路实现，数字钟的计数电路的设计可以使用反馈清零法，当计数器正常工作时反馈电路不工作，只有当脉冲信号来临时才产生计数电路清零，实现相应模块的循环计数。以60进制计数器来说，当计数器从00,01，02,03…59计数时反馈门不起作用，只有当第60个脉冲信号来临是才产生作用，使得计数器置零。

    在这里我们采用的是74160来实现60进制计数及24进制计数。

3.六十进制计数电路（秒、分计时电路）

简单说就是个位计数0~9，十位哦0~5，即个位十进制，十位逢6进一。

图 5

                        60进制电路图

4.二十四进制电路图

这样连接他们的反馈门都是由一个与非门接74160的置0端CLR’构成。当第24个脉冲信号来临前反馈门不工作，计数器不实行置零，当第24个信号来临是则实行置零操作。

简单说个位与十位都处于十进制计数状态，但当十位是二十四且个位是四时让个位与十位都置零。

图 6

                24进制电路图

5.显示模块

显示管，如下图从右至左两两依次是秒、分、时。

图 7

数码显示管的接线电路图如下

图 8

6.校时电路

该电路如果是分钟校时，则右侧接秒信号（如果是时校时，则右侧接分钟信号），左侧输入端接信号发生器输出的频率为1HZ的信号。当正常工作时，图中开关如图所示，需要校时时，则只需将开关打向另一侧。

图 9

     

       

四、仿真结果

  电路图仿真主要在于验证电路图的功能，检查修正，直到得到正确的电路图。用EWBf仿真结果如下，没发现错误。

图 10

五、试验调试

    

该电路调试主要分为几块，其一就是秒、分、时、的工作；其二就是秒分之间，分时之间的进位；最后一项，校时电路能否正常工作。与调试有关截图如下：

图 11

校时开关

图 12

                           校时后恢复正常工作状态

六、总结与体会

     本次电子电路课程设计，老师简单讲解后给我们布置任务，要求独立完成课程设计任务。本着独立自主的原则，我在为期一周的的电子课程设计中学到的不单是简单的书本知识，还有处事、学习的态度。

     在知识方面，我先是大概的学习了EWB使用，这是开始必备的基础。整个课程设计让我经历了一个

的软件使用，另一方面我学会到了怎样面对一个陌生的事物，也学会了该怎样去学习新的东西。面对新的事物不应该被其陌生面貌吓到，要敢于学习，善于发现，积极面对。这是我们该拥有的品质。当然与此同时，我还学习到了更多的数电知识，掌握了更多的数字电路知识，对课本有了新的认识，这对接下来的数电学习是有利的。

      在本次课程设计中还有些许体会。有些东西分开来与整合起来是不同的。局部与总体是有区别的。结合课程设计具体一点说就是，也许你能很快弄懂每个单元电路，但要拼凑起来实现整体功能，此时却一片茫然，不知所措。日常生活又何尝不是呢？懂一点，知一面，似懂非懂。这时要坚持下去，拨开迷雾方能见到真面目。当然在这个过程坚持很重要，但方法不容忽视。好的方法有助于更好更快的认识新事物，看清全面貌。具体说，在本次课程设计中，我是从功能出发，构建总的原理框图，在得到总的原理框图，再是自下向上，自左向右进行电路设计的，最后纵观全局。

好的收获要总结，总结以后用于日后的生活学习指导。

七、  整机原理图

图 13

电气与信息工程系课程设计评分表

                                  指导教师签名：________________

                              日        期：________________ 

注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；

②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。