数电课程设计电子数字钟.docx

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数电课程设计电子数字钟

数字电子技术课程设计报告

题目：

数字电子钟

班级:

2016年12月26日

1、课程设计内容及要求**********************************************第3页

2、元器件清单及主要器件介绍****************************************第4页

3、原理设计和功能描述***********************************************第7页

4、数字电子钟的实现*************************************************第10页

5、总结与心得体会******************************************************第11页

课程设计内容及要求

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生活日用品。

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。

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、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。

1.2设计要求

1.设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示，且有校时功能的电子钟。

2.整点报时。

在59分59秒时输出信号，音频持续1s，在结束时刻为整点。

元器件清单及主要器件介绍

2.1元器件清单

（1）74LS00（1片）

（2）74LS20（1片）

（3）74LS161（6片）

（4）共阳七段数码显示器（6片）

（5）74LS248（6片）

（6）555（1片）

（7）开关（3片）

（8）电阻、晶振、电容、导线、锡丝等（若干）

2.2主要元器件引脚排列及逻辑功能

1.共阳七段显示器

发光二极管（在图中以dp表示），用于显示小数点。

通过七段发光二极管亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其它符号。

LED数码管中的发光二极管共有两种连接方法：

（1）共阴极接法：

把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极。

使用时公共阴极接地，这样阳极端输入高电平的段发光二极管就导通点亮，而输入低电平的则不点亮。

实验中使用的LED显示器为共阴极接法

（2）共阳极接法：

把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。

使用时公共阳极接＋5V。

这样阴极端输入低电平的段发光二极管就导通点亮，而输入高电平的则不点亮。

注：

课设中使用的是共阳极数码管。

2.74LS161芯片介绍

74LS161是十进制同步计数器（异步清除）。

其管脚图及逻辑

功能引脚图：

Qcc进位输出端

CR清零

Q1-Q3输出端

CP脉冲

D0-D3数据输入

3.译码器（74LS247）

74LS247各引脚功能说明如下图：

6、2、1、7脚为译码输入（即编码输出）；9—15为译码输出；8、16脚为电源正负极。

74LS247译码器功能表

原理设计和功能描述

3.1数字计时器的设计思想

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。

而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。

经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。

由于计时的规律是：

60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。

各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

3.2数字电子钟总体框架图

（一）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。

（1）六十进制计数

由分频器来的秒脉冲信号，首先送到“秒”计数器进行累加计数，秒计数器应完成一分钟之内秒数目的累加，并达到60秒时产生一个进位信号，所以，选用一片555组成六十进制计数器，来实现六十进制计数。

其中，“秒”十位是六进制，“秒”个位是十进制。

（2）二十四进制计数

“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，它是由一片555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。

（二）显示器

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。

74LS247译码器对应的显示器是共阳极显示器。

3.2数字电子钟原理图

3.5PCB图

3.5数字电子钟的组装与调试

由图3-1中所示的数字中系统组成框图按照信号的流向分级安装，逐级级联。

这里的每一级是指组成数字中的各个功能电路。

级联时如果出现时序配合不同步，或剑锋脉冲干扰，引起的逻辑混乱，可以增加多级逻辑门来延时。

如果显示字符变化很快，模糊不清，可能是由于电源电流的跳变引起的，可在集成电路器件的电源端Vcc加退藕滤波电容。

通常用几十微法的大电容与0.01μF的小电容相并联。

数字电子钟的实现

PCB板正面

PCB板背面

总结与心得体会

此次课程设计，我们三个人分工合作，努力把课程设计做好，在完成数字时钟的基本功能的前提下，不断完善它的外观、课程设计的费用等其他外部问题。

坚持做好课程设计的每一步。

刚开始的PCB的制作是由杨宜谚负责具体实施部分，万梓杰负责的是各种器件的购买，我则负责报告的撰写。

每个人都有相应的任务，负责的部分都需要付出巨大的努力才能得到相应的收获。

在此我们明白了团结合作的重要性。

具体的实施过程中我们也遇到了许多的困难。

刚开始的PCB制作，我们多次尝试未果，总是出现各种问题，在实验室学长同学等的帮助下，我们最终弄出来了。

在实际制作板子的过程中我们也遇到了一个问题。

导致总是不能成功，我们几个不断想尽办法，然而结果却不是很理想，最终知道就是一个小小的错误的时候，我们就知道了细节也是我们需要的极其注重的一个地方。

一个数码管是坏的。

我们做课设的时候不仅要注重整体把握，同时也需要细节上的不错误。