煙台職業學院
船舶工程系
專案實訓報告書
課程名稱數字電子技術
專案名稱多功能數字鐘
專業班級 2011船舶電氣
學生姓名李晨
學生學號 2011117002
指導教師李鵬
起止日期 2023年12月3日至2023年 12月14日
摘要電子數字鐘是一種用數位電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械式時鐘相比具有更高的準確性和直觀性，因此得到了廣泛的使用。電子數字鐘從原理上講是一種典型的數位電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。因此，此次設計與製做電子數字鐘就是可以了解電子數字鐘的原理，學會製作電子數字鐘。
通過電子數字鐘的製作能進一步的了解各種在製作中用到的中小規模積體電路的作用及實用方法，通過它可以進一步學習與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法。
這次電子數字鐘的設計主要是利用cd 4518的計數功能來實現電子鐘時、分、秒的跳變，整個設計主要分為六個模組：時模組、分模組、秒模組、分頻模組、校時校分模組、整點報時模組。時、分、秒模組分別用兩塊cd 4518實現，並且分別將它們設定為60進製，60進製，24進製。
秒訊號的產生用石英晶體振盪器加分頻器來實現，將秒訊號送入秒模組，每累計60秒發出乙個分脈衝訊號，分模組每累計60分鐘，發出乙個時脈衝訊號，時模組實現對24小時的累計，通過六個七段led顯示器顯示出來。整點報時電路根據計時系統的輸出狀態產生一脈衝訊號，然後加上乙個高頻或低頻訊號送到蜂鳴器實現報時。校時電路是直接加乙個脈衝訊號到時計數器或者分計數器或者秒計數器來對「時」、「分」、「秒」顯示數字進行校對調整。
目錄1.設計目的 6
2.設計任務 6
3.數字電子鐘的電路系統設計 6
3.1 設計原理 7
3.2 方案確定 7
3.2.1 設計方案 7
3.2.2 設計方案的確定 8
3.3 數字電子鐘的電路設計 8
3.3.1時間計數電路的設計 8
3.3.2 整點報時電路的設計 10
3.3.3校時電路的設計 11
3.3.4 秒訊號發生器的設計 12
3.3.5 解碼驅動顯示電路 13
3.3.6 數字電子鐘的整體電路 14
4.電路的裝配過程 16
4.1 電路模擬**除錯 16
4.2 電路焊接 16
4.3 實物的實際除錯 16
4.3.1總體的除錯步驟 16
4.3.2蜂鳴器功能測試 16
4.4誤差分析 17
5. 課程設計的收穫、體會和建議 17
6、附錄 19
附錄i 19
實物圖 19
附錄 ii 20
元器件清單一覽表 20
數字電子鐘是一種用數位電路技術實現時、分、秒計時的裝置，與機械鐘相比具有更高的準確性和直觀性，且具有無機械傳動裝置等特點，因此得到了廣泛的使用。 數字電子鐘從原理上看是一種典型的數位電路，其中包括了組合邏輯電路和時序電路。設計與製做數字電子鐘可以使我們了解數字電子鐘的原理，並且學會製作數字電子鐘.
而且通過數字電子鐘的製作進一步地了解各種在製作中用到的中小規模積體電路的作用及使用方法.且由於數字電子鐘包括組合邏輯電路和時序電路.通過此次課程設計可以進一步學習與掌握各種組合邏輯電路與時序電路的原理與使用方法.
設計製作乙個數字電子鐘指標：
（1）時間計數電路採用24進製，從00開始到23後再回到00；
（2）各用兩個數碼管顯示時、分、秒；
（3）具有手動校時、校分功能，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間；
（4）計時過程具有報時功能，當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器1秒響1秒停地響5次其中前四次是低頻（500hz）蜂鳴最後一次是高頻（1khz）蜂鳴；
（5）為保證計時器的穩定性及準確性，由晶體振盪器提供時間基準訊號。
下面將介紹數字電子鐘的整個電路系統設計的過程。包括數字電子鐘的設計原理，設計方案的確定，數字電子鐘的電路設計計算機**，電路的設計、焊接與除錯幾大部分。
3.1 設計原理
數字電子鐘是乙個對標準頻率（1hz）進行計數的計數電路。主要由振盪器、分配器、計數器、解碼器和顯示器電路功能模組組成。振盪器產生的時鐘訊號經過分頻器形成秒脈衝訊號，秒脈衝訊號輸入計數器進行計數，並把累計結果通過顯示器以「時」、「分」、「秒」的順序以數字形式顯示出來。
秒計數器電路計滿60後觸發分計數器電路，分計數器電路計滿60後觸發時計數器電路，當計滿24小時後又開始下一輪的迴圈計數。
可以通過校時電路對分和時進行校時，且具有整點報時功能，當時間到達整點前10秒開始，蜂鳴器將以1秒響1秒停的形式響5次。
3.2 方案確定
通過在網際網路網和圖書館查詢資料和對《數字電子》的學習，討論確定乙個既符合本設計要求又具有比較強的操作性的方案作為此次設計的物件。
3.2.1 設計方案
本電路系統由晶體振盪電路，時間計數電路，校時電路，解碼驅動電路組成。其中，時間計數電路用3個4518組成。校時電路主要由74ls00組成rs觸發器，達到了自動校時的效果。
電路原理方框示意圖如下：
圖1 設計方案的設計原理圖
3.2.2 設計方案的確定
本學期所學的數字電子知識，給予我們乙個實踐的機會，因此最終選擇了用數字邏輯電路來實現這個設計方案。
3.3 數字電子鐘的電路設計
下面將介紹設計電路。含時間計數電路的設計、整點報時電路的設計、校時電路的設計、秒訊號發生器的設計、解碼驅動顯示電路的設計幾個部分。
3.3.1時間計數電路的設計
時間計數電路由60進製的秒計數器，60進製的分計數器和24進製的計數器組成。
圖2 60進製電路
當分的4518晶元的進製輸入端的脈衝進製訊號傳到時的脈衝輸入端時，時便計數一次，並且其十位和個位的進製關係與分（秒）的十位和個位的進製關係一樣。24進製計數器如下圖所示：
圖3 24進製電路
3.3.2 整點報時電路的設計
電路應在整點前10秒鐘內開始整點報時，即是當時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路報時控制訊號。當時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計數器十位的qｃ和qａ 、個位的qｄ和qａ及秒計數器十位的qｃ和qａ相與，從而產生報時控制訊號。數字鐘要求在差10s為整點時開始產生每隔1s鳴叫一次的響聲，共鳴五次，每次持續時間為1s。
其電路如下圖所示。
圖4 整點報時電路
3.3.3校時電路的設計
數字電子鐘開機時並不能立即顯示當前時間，所以需要乙個校時電路來調整到所需要的時間。根據設計要求，採用自動實現對時和分的校時，為了使校時不干擾計時，在校時電路中還加入了消抖電路，用於消除輸入脈衝的不穩定性，確保校時和計時的穩定與準確。其主要原理是：
先截斷正常的計數通路，然後再將頻率為2hz的方波訊號加到需要校正的計數單元的輸入端，校正好後，再轉入正常計時狀態即可。
根據要求，數字鐘應具有自動分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數通路，並採用正常計時訊號與校正訊號可以隨時切換的電路接入其中。其電路圖如下（圖5）。
圖5 校時電路
3.3.4 秒訊號發生器的設計
振盪器是數字鐘的核心，振盪器的穩定度及頻率的精確度決定了數字鐘計時的準確度。由積體電路定時器555與rc可組成多諧振盪器，其振盪頻率只有1khz。為了獲取更高的計時精度，選用晶體振盪器構成振盪器電路。
一般說來，振盪器的頻率越高，計時精度越高。本次設計選用的晶體振盪器，其頻率為32768hz，再經過分頻晶元cd4060， 其內部有15級2分頻積體電路，所以可以其中乙個輸出端得到2hz的訊號脈衝。再經過二次分頻，方可得到1hz的標準訊號脈衝，即秒脈衝。
其原理圖和電路圖分別入圖6和圖7。
數字電子鐘報告
目錄摘要 1 1 課程設計要求 2 1.1 基本要求 2 1.2 設計總體思路 2 2 總體方案設計 2 3 數字電子鐘的組成及其工作原理 4 3.1 振盪電路 4 3.2 分頻電路 4 3.3 計數器 4 3.3.1 計數器六十進位制的接法 4 3.3.2 二十 制計數器的接法 5 3.4 解碼器...
數字電子鐘設計報告
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數字電子鐘課程設計
目錄一 引言2 二 課程設計目的2 三 設計所需要的器材2 四 課程設計原理2 五 課程設計各個部分模組的介紹2 1.振盪器2.2.分頻器3.3.計數器3.4 解碼器3 5.顯示器4 6.正點報時的擴充套件電路4 六 設計總結4 七 心得體會4 一 引言 當今時代，電子技術迅猛發展，各種各樣的電子產...