专业课程设计报告
题目：数字电子钟课程设计
系 电气工程系
专业班级 电气班
学生姓名
指导教师
提交日期 2011年X月X日
设计目 3
二 设计求设计指标 3
三设计容 4
31方案设计选择 4
32原理设计功描述 4
321数字计时器设计思想 4
322数字电子钟总体框架图 5
33单元电路设计 6
331数字电子钟原理效果图 6
332晶体振荡器电路 6
333分频器电路 7
334时间计数器电路 8
335数码 8
336扬声器 9
34元器件清单 9
341数字电子钟仿真 10
四设计改进建议 11
五感想 11
六参考文献 12
附录 12
设计目
数字钟种数字电路技术实现时分秒计时装置机械式时钟相具更高准确性直观性机械装置具更更长寿命广泛
数字钟原理讲种典型数字电路中包括组合逻辑电路时序电路
次设计制做数字钟解数字钟原理学会制作数字钟通数字钟制作进步解种制作中中规模集成电路作实方法数字钟包括组合逻辑电路时叙电路通进步学掌握种组合逻辑电路时序电路原理方法
二 设计求设计指标
1设计显示时分秒数字钟显示时间00：00：0023：59：59
2设计电路包括产生时基信号时分秒计时电路显示电路
3扩展功：实现校时教分教秒整点报时
三设计容
31方案设计选择
数字电子技术复杂性灵活性决定数字电子钟设计方案种总结部分方案
方案：
脉信号源选择555定时器制作谐振荡器信号发生器脉芯片等方式作脉信号源选择谐振荡器考虑易制作稳定性
方案二：
时分秒计数器选择时分秒计数器选择样种74160N74161N错选择74LS160 74LS161 74LS19074LS191等等考虑简单易作课重点容选择74160N
方案三：
译码显示器选择DCD_HEX7448加SEVEN_SEG_COM_K等种方案里选择DCD_HEX
32原理设计功描述
321数字计时器设计思想
想构成数字钟首先应选择脉源——动产生稳定标准时间脉信号脉源产生脉信号频率较高需进行分频高频脉信号变成适合计时低频脉信号秒脉信号（频率1Hz）分频器输出秒脉信号计数器中进行计数计时规律：60秒1分60分1时24时1天需分设计60进制24进制计数器发出驱动信号计数器输出信号译码器驱动器数字显示器时分秒数字显示出
322数字电子钟总体框架图
图22
33单元电路设计
331数字电子钟原理效果图
图231
332晶体振荡器电路
晶体振荡器电子钟核心晶体振荡器设计质量直接影响整电坏里555定时器制作谐振荡器
中R15772 kΩ R11154 kΩ C100nFCf10nF
f107(Rw+2R)C1[07(5772+2*1154)*103*100*109]≈50Hz
产生频率50Hz然整形分频获1Hz秒脉图：
图232
333分频器电路
分频器两74160N组成50进制计数器输出端频率原50Hz分成1Hz频率输出实现分频效果
图233
334时间计数器电路
时间计数电路秒位秒十位计数器分位分十位计数器时位时十位计数器电路构成中秒位秒十位计数器分位分十位计数器60进制计数器时位时十位计数器24进制计数器原理图：
图234
335数码
数码通常发光二极（LED）数码液晶（LCD）数码设计提供LED数码DCD_HEX已含译码器功加译码器
图235
336扬声器
该扬声器额定频率200Hz额定电压3V额定电流005A
图236
34元器件清单
元件名称
数量()
DCD_HEX
74160N
555_VIRTUAL
4049BT_5V
74LS00D
5772kΩ电阻
1154kΩ电阻
5V直流电源
BUZZER
100nF电容
10nF电容
导线
6
8
1
3
3
1
1
1
1
1
1
干
表24
341数字电子钟仿真
图仿真结果仿真开始时谐振荡器产生50Hz正弦脉信号然分频器输出频率变1Hz计数器接收脉信号开始计数计数结果显示数码分秒计数器达59分59秒然脉信号时扬声器开始发声整点报时面中张仿真图
图31
四设计改进建议
1应选石英晶体振荡器简化电路分频选CD4040
2设计校时电路位端引出接单刀双掷开关端（1端）接低位进位信号端（2端）接校时电路校正某位时间时相应位开关接2端通拨动校时电路实现校时功
3没校时电路
五感想
（1） 布局设计：先根体电路图扩展电路图想象元件分布位置块电路板该放元件限度利电路板空间样走线明朗简洁
（2） 布线工艺：开始电线蜘蛛网样密密麻麻非常难懂检查预先设计线路种颜色导线区分显明朗清晰
（3） 课题核心价值：该课题生活中实力展示振荡电路计数电路译码电路作衔接程揭示电子钟部电路图部分作通课题结合学期学模拟电子数字电子技术理课知识系统学电子设计测试流程方法原理设计更加专业复杂集成电路雄厚基础
六参考文献
[1] 清华学电子学教研组编童诗白华成英编： 模拟电子技术基础 [ M ] （ 第四版 ）北京：高等教育出版社20065（2009重印）
[2]华中工学院电子学教研室编康华光编：电子 基础——数字部分 [M] （第四版） 北京高等教育出版社1988年
[3] 清华学电子学教研组编阎 石编： 数学电子技术基础 [M] ( 第五版 )北京：高等教育出版社20065（2008年重印）
[4]辽宁工程技术学电工电子技术实验中心组编马玉芳朴忠学张国军编： 电子技术实验指导书 20103
[5]朱清慧张凤蕊翟天蒿王志奎编著： Proteus教程——电子线路设计制版仿真 [M] 北京：清华学教育出版社20089
[6]熊幸明编：电子电工技训练 [M]北京电子工业出版社2005年
华nan理工学guang州学院
附录
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题目：数字电子钟课程设计
系 电气工程系
专业班级 电气班
学生姓名
指导教师
提交日期 2011年X月X日
设计目 3
二 设计求设计指标 3
三设计容 4
31方案设计选择 4
32原理设计功描述 4
321数字计时器设计思想 4
322数字电子钟总体框架图 5
33单元电路设计 6
331数字电子钟原理效果图 6
332晶体振荡器电路 6
333分频器电路 7
334时间计数器电路 8
335数码 8
336扬声器 9
34元器件清单 9
341数字电子钟仿真 10
四设计改进建议 11
五感想 11
六参考文献 12
附录 12
设计目
数字钟种数字电路技术实现时分秒计时装置机械式时钟相具更高准确性直观性机械装置具更更长寿命广泛
数字钟原理讲种典型数字电路中包括组合逻辑电路时序电路
次设计制做数字钟解数字钟原理学会制作数字钟通数字钟制作进步解种制作中中规模集成电路作实方法数字钟包括组合逻辑电路时叙电路通进步学掌握种组合逻辑电路时序电路原理方法
二 设计求设计指标
1设计显示时分秒数字钟显示时间00：00：0023：59：59
2设计电路包括产生时基信号时分秒计时电路显示电路
3扩展功：实现校时教分教秒整点报时
三设计容
31方案设计选择
数字电子技术复杂性灵活性决定数字电子钟设计方案种总结部分方案
方案：
脉信号源选择555定时器制作谐振荡器信号发生器脉芯片等方式作脉信号源选择谐振荡器考虑易制作稳定性
方案二：
时分秒计数器选择时分秒计数器选择样种74160N74161N错选择74LS160 74LS161 74LS19074LS191等等考虑简单易作课重点容选择74160N
方案三：
译码显示器选择DCD_HEX7448加SEVEN_SEG_COM_K等种方案里选择DCD_HEX
32原理设计功描述
321数字计时器设计思想
想构成数字钟首先应选择脉源——动产生稳定标准时间脉信号脉源产生脉信号频率较高需进行分频高频脉信号变成适合计时低频脉信号秒脉信号（频率1Hz）分频器输出秒脉信号计数器中进行计数计时规律：60秒1分60分1时24时1天需分设计60进制24进制计数器发出驱动信号计数器输出信号译码器驱动器数字显示器时分秒数字显示出
322数字电子钟总体框架图
图22
33单元电路设计
331数字电子钟原理效果图
图231
332晶体振荡器电路
晶体振荡器电子钟核心晶体振荡器设计质量直接影响整电坏里555定时器制作谐振荡器
中R15772 kΩ R11154 kΩ C100nFCf10nF
f107(Rw+2R)C1[07(5772+2*1154)*103*100*109]≈50Hz
产生频率50Hz然整形分频获1Hz秒脉图：
图232
333分频器电路
分频器两74160N组成50进制计数器输出端频率原50Hz分成1Hz频率输出实现分频效果
图233
334时间计数器电路
时间计数电路秒位秒十位计数器分位分十位计数器时位时十位计数器电路构成中秒位秒十位计数器分位分十位计数器60进制计数器时位时十位计数器24进制计数器原理图：
图234
335数码
数码通常发光二极（LED）数码液晶（LCD）数码设计提供LED数码DCD_HEX已含译码器功加译码器
图235
336扬声器
该扬声器额定频率200Hz额定电压3V额定电流005A
图236
34元器件清单
元件名称
数量()
DCD_HEX
74160N
555_VIRTUAL
4049BT_5V
74LS00D
5772kΩ电阻
1154kΩ电阻
5V直流电源
BUZZER
100nF电容
10nF电容
导线
6
8
1
3
3
1
1
1
1
1
1
干
表24
341数字电子钟仿真
图仿真结果仿真开始时谐振荡器产生50Hz正弦脉信号然分频器输出频率变1Hz计数器接收脉信号开始计数计数结果显示数码分秒计数器达59分59秒然脉信号时扬声器开始发声整点报时面中张仿真图
图31
四设计改进建议
1应选石英晶体振荡器简化电路分频选CD4040
2设计校时电路位端引出接单刀双掷开关端（1端）接低位进位信号端（2端）接校时电路校正某位时间时相应位开关接2端通拨动校时电路实现校时功
3没校时电路
五感想
（1） 布局设计：先根体电路图扩展电路图想象元件分布位置块电路板该放元件限度利电路板空间样走线明朗简洁
（2） 布线工艺：开始电线蜘蛛网样密密麻麻非常难懂检查预先设计线路种颜色导线区分显明朗清晰
（3） 课题核心价值：该课题生活中实力展示振荡电路计数电路译码电路作衔接程揭示电子钟部电路图部分作通课题结合学期学模拟电子数字电子技术理课知识系统学电子设计测试流程方法原理设计更加专业复杂集成电路雄厚基础
六参考文献
[1] 清华学电子学教研组编童诗白华成英编： 模拟电子技术基础 [ M ] （ 第四版 ）北京：高等教育出版社20065（2009重印）
[2]华中工学院电子学教研室编康华光编：电子 基础——数字部分 [M] （第四版） 北京高等教育出版社1988年
[3] 清华学电子学教研组编阎 石编： 数学电子技术基础 [M] ( 第五版 )北京：高等教育出版社20065（2008年重印）
[4]辽宁工程技术学电工电子技术实验中心组编马玉芳朴忠学张国军编： 电子技术实验指导书 20103
[5]朱清慧张凤蕊翟天蒿王志奎编著： Proteus教程——电子线路设计制版仿真 [M] 北京：清华学教育出版社20089
[6]熊幸明编：电子电工技训练 [M]北京电子工业出版社2005年
华nan理工学guang州学院
附录
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