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，各種各樣的電子產品也相繼出現，數字電子鐘也應運而生。數字電子鐘能夠將時間以數字的形式直觀地展現出來，讓人們更加清楚地掌握時間，因此備受人們的青睞。數字鐘是採用數位電路來實現的，以「時」、「分」、「秒」的形式直觀地顯示時間。
它已成為人們日常生活必不可少的一部分，廣泛地應用在各家各戶以及車站等公共場所，數字鐘的廣泛應用，有著非常現實的意義，由於數字積體電路的發展,使得數字電子鐘的精度,遠遠超過老式鐘錶, 而且具有較好報時功能。本設計採用各種積體電路，進行了乙個具有正點報時功能的數字電子鐘的設計。由於本人能力有限，設計中如有不足之處，還請老師批評指正。
二．課程設計目的
1.獨立完成乙個數字電子鐘的設計；
2.了解和掌握用數字積體電路來設計數字鐘的基本原理和方法；
3.掌握n進製計數器的設計與並了解一些常用的電子晶元的功能；
4.進一步鞏固所學到的理論知識，並應用所學知識分析和解決實際問題；
三．設計所需要的器材
1.555定時器乙個
2.電阻：2k、10k、5.1k、0.3k各乙個；1k電阻42個
3.電容：0.1ūf、0.01ūf各乙個
4.晶元：74ls90（三個）、74ls161(兩個)cd4518乙個、cd4511（六個）
5.共陰極七段顯示器（六個）
6.喇叭1個
四．課程設計原理
數字鐘是由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器以及具有正點報時功能的擴充套件電路所構成的。
欲設計乙個數字電子鐘，首先應該有乙個脈衝源（能夠自動的產生穩定的標準時間脈衝訊號），即為振盪器；但是一般脈衝源所產生的脈衝訊號的頻率較高，所以，就需要使用分頻器對其進行分頻，從而得到適合用來計時的秒脈衝訊號，即頻率為1hz的秒脈衝訊號；經過分頻器輸出的秒脈衝訊號，再進入計數器當中進行計數，又由於在計數時，北京時間規定60秒為一分鐘，60分鐘為一小時，24小時為一天，因此就需要兩個60進製的計數器和乙個24進製的計數器；計數器計數完畢後再經過解碼器進行解碼；最後在顯示器中將累計結果以「時」、「分」、「秒」的形式顯示出來。能夠正點報時的擴充套件電路完成了對整時的提示， 使人們能夠更清楚地掌握時間。圖1為數字鐘的邏輯框圖。
五．課程設計各個部分模組的介紹
1. 振盪器
振盪器的精確度和穩定性對電子鐘的質量影響最大，石英晶體振盪器具有**頻率準確、頻率容易調整且電路結構較簡單的優點。但一般來講，如果振盪器的頻率和其計時精度越高，則其耗電量越大。555定時器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙地結合在一起的中規模積體電路，功能靈活，所以本設計採用由積體電路定時器555與rc組成的多諧振盪器。
555定時器由電阻分壓器、比較器、基本rs觸發器、雙極型三極體t和輸出緩衝器組成，其外部有八個引腳，第8腳為電源端，第1腳為接地端，第3腳為輸出端，第4腳為直接復位端，第5腳為控制電壓輸入端，第6腳為復位控制端，第2腳為置位控制端，第7腳為放電端。圖2為由積體電路定時器555與rc組成的多諧振盪器的電路圖，圖3為555定時器的引腳圖。r為可調電阻，調節r1時可以得到相應頻率的訊號輸出。
2. 分頻器
由於振盪器所產生的訊號頻率很高，因此需要由分頻器來實現對訊號頻率的調整，從而得到頻率為1hz的脈衝訊號，本設計採用3片中規模積體電路計數器74ls90來實現，從而得到設計所需要的秒脈衝訊號，其電路圖如圖4所示。
3. 計數器
「秒」和「分」計數器應當採用60進製計數器，而「時」計數器應當採用24進製計數器。秒脈衝訊號經過六級計數器以後，分別得到「秒」的個位、十位，「分」的個位、十位，「時」的個位、十位的計時。
60進製計數：「秒」和「分」的計數都需要60進製，本設計根據《電子技術》課本中提到的知識，採用兩片74ls161組成256進製計數器後再用反饋歸零法來組成60進製計數，其中，「秒」十位是六進製制，「秒」個位是十進位製其電路圖如圖5所示。74ls161晶元的引腳排列圖和邏輯功能示意圖如圖6所示。
圖中c是輸入計數脈衝，cr非是清零端，ld非是置數端，ctp和ctt是計數工作狀態控制端，d0～d3是並行資料輸入端，co是進製訊號輸出端，q0～q3是計數器狀態輸出端。
24進製計數：「時」的計數是24進製計數，本設計採用cd4518來實現24進製計數，cd4518是乙個同步加法計數器，在乙個封裝中含有兩個可互換二/十進位制計數器，其功能引腳分別為1～7和9～.該cd4518計數器是單路系列脈衝輸入（1腳或2腳；9腳或10腳），4路bcd碼訊號輸出（3腳～6腳；腳～腳）。
完成24進製計數的電路圖如圖7所示，cd4518的引腳圖如圖8所示。
4．解碼器
我們在新校區做電子試驗時，在「解碼器及其應用」實驗中曾用到晶元cd4511，對其較為熟悉，因此本設計採用數字顯示解碼器cd4511，來實現計數器傳來的訊號的解碼功能。解碼是編碼的逆過程，即，將給定的**進行翻譯的過程。當計數器所採用的碼制不同時，解碼電路也會隨之不同。
cd4511內接有上拉電阻，故只需在輸入端與數碼管筆段之間傳入限流電阻即可工作。其特點為：具有bcd轉換、消隱和鎖存控制、七段解碼及驅動功能的cmos電路能提供較大的拉電流。
可直接驅動led顯示器。cd4511的引腳圖如圖9所示。
5顯示器
本設計用七段發光二極體來顯示解碼器所輸出的數字，顯示器有共陽極顯示器和共陰極顯示器兩種，而74ls48解碼器所對應的顯示器是共陰極（接地）顯示器。led7段顯示器的外形圖及二極體的連線方式如圖10所示。
6.正點報時的擴充套件電路
該正點報時的功能為：最外端對其安裝乙個喇叭，每當正點到來時，按4次低音和一次高音的順序發出間斷聲響，最後一聲高音結束的時刻正好是正點。設聲響為一秒鐘，則相鄰聲響時刻為2秒，則低音發聲時刻分別為59分51秒、53秒、55秒、57秒，高音發聲時刻為59分59秒，由此可定出每次聲響的時刻。
部分閘電路控制音響，輸入有時、分的各相應位的控制組合。設高低音頻率分別為512hz和1024hz。其電路圖如圖11所示。
六．設計總結
本數字電子鐘的設計是由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器和正點報時電路所組成。但本設計電路的缺點是：沒有設計校時電路，即據該方案進行生產得到的產品並無校時功能；且其只能正點報時，而不能報整時數。
該設計方案的優點是：採用北京時間計時，直接將時間以數字形式表現出來、精確度較高、走時穩定、使用方便、且它具有正點報時功能。本設計採用有積體電路定時器555與rc組成的多諧振盪器組成，由它得到高頻訊號；再將此訊號傳至由3片中規模積體電路計數器74ls90相串聯得到的分頻器中，從而得到我們計時所需要的秒訊號（頻率為1hz的秒訊號）；之後再將該訊號傳至計數器，計數器計數的準確性直接影響數字表的準確，且計數器部分是我們《電子技術》課程學習的重點，計數器包括兩部分，即24進製計數和60進製計數，本設計24進製計數採用cd4518來實現，60進製採用我們《電子技術》課本上學到的方法：
採用兩片74ls161組成256進製計數器後再用反饋歸零法來組成60進製計數器；經過準確計數後，再將訊號傳至解碼器，由於我們在新校區做電子試驗時，在「解碼器及其應用」試驗中曾用到晶元cd4511，故本設計採用顯示解碼器cd4511,來進行對來自計數器訊號的解碼（需要在輸入端與數碼管筆段之間串入限流電阻）；最後將時間以數字形式體現在顯示器上，顯示器由七段發光二極體採用共陰極接法組成；本設計還有乙個能夠正點報時的擴充套件電路，它的功能是每當正點到來時，按4次低音和一次高音的順序發出間斷聲響，它由組合邏輯電路組成。其總電路圖如圖12所示。
七．心得體會
通過這次對數字電子鐘的課程設計，我覺著最大的收穫就是增強了自己獨立收集資料的能力，鍛鍊了自己獨立思考、獨立解決問題的能力。雖然我們至此已經完成了本學期對電子技術課程（模電部分和數電部分）的學習，但在本次課設的實際應用當中仍然遇到了很多未曾想到的問題。實際操作是我們的目的，而理論知識是我們實際操作的基礎，這使我更加體會到了理論聯絡實際的重要性，同時也增加了自己解決實際問題的能力，對獨立設計電路的過程、對各個分塊電路的工作原理和功能的實現過程都有了更加清楚的了解。
同時對所學到的理論知識有了更近一部的理解（尤其是計數器部分）。
此外，通過這次的課程設計，使得我對word等應用軟體的應用能力有了更進一步的提高，為以後的工作和日常生活中的應用打下了結實的基礎。
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數位電路課程設計電子鐘設計報告
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數字電子鐘設計報告
系別 電子資訊工程技術 專業班級 電信s09 3 學生姓名李泓卓 指導教師李佳老師 1 課程設計目的 掌握數字電子鐘的組裝與除錯方法 進一步鞏固所學的理論知識，提高運用所學知識分析和解決實際問題的能力 培養書寫綜合實驗報告的能力。2.實訓器材及主要器件 3.實訓內容及步驟 3.1數字電子鐘電路圖 3...